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Presión y fuerzas en fluidos
- 1. PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOS Tema 5. Pág. 77
- 2. ¿Cómo clavarías un clavo: de punta o de cabeza? ¿Cuándo te hundes más? ¿Qué duele más: un pisotón con un zapato plano o de tacón? ¿A qué se deben estas diferencias? PRESIÓN Ideas previas
- 3. Relación entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que actúa p: presión F: fuerza S: superficie PRESIÓN Definición y fórmula
- 7. Sistema Internacional: pascal (Pa) (1 Pa = 1 N/m2) Mirar: 1 res y 5 res Hacer: 1, 2, 12 y 13 bar (b): 1 b = 105 Pa milibar (mb): 1 mb = 100 Pa = 1hPa atmósfera (atm): 1 atm = 101300 Pa milímetros de mercurio (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg “kilo” de presión: kp/cm2 PRESIÓN Unidades
- 8. COMPRESIBILIDAD Estudio de las fuerzas en líquidos HIDROSTÁTICA FLUIDOS Reducción de volumen por efecto de la presión Se adaptan a la forma del recipiente Líquidos y gases Conceptos previos Estudio de las fuerzas en gases AEROSTÁTICA
- 9. Los líquidos pesan Los líquidos ejercen presión HIDROSTÁTICA: PRESIÓN EN LÍQUIDOS Presión hidrostática: fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido sobre las paredes del recipiente y sobre cualquier superficie de un cuerpo sumergido en él
- 10. PRESIÓN HIDROSTÁTICA Principio fundamental de la hidrostática ¿Por qué orificio sale el agua a mayor presión? ¿Por qué los muros de los embalses son más gruesos en la parte inferior? p = d· g· h p: presión hidrostática d: densidad del líquido g: gravedad h: profundidad
- 11. h h La presión hidrostática solo depende de la densidad del líquido y de la profundidad. No depende de la distancia al fondo ni de la cantidad de líquido ni de la forma del recipiente. PRESIÓN HIDROSTÁTICA Aclaraciones Mirar: 3 resuelto Hacer: 6
- 12. Vasos comunicantes: “recipientes” comunicados por la base El nivel del líquido en todos ellos es el mismo, independientemente de su forma y tamaño PRESIÓN HIDROSTÁTICA Principio de los vasos comunicantes
- 13. Indicadores de nivel Pozos artesianos VASOS COMUNICANTES Aplicaciones (usos prácticos)
- 14. VASOS COMUNICANTES Aplicaciones Abastecimiento de agua ¿Por qué el depósito de agua está a mayor altura que los edificios? ¿Qué ocurriría si los edificios fueran más altos?
- 15. AEROSTÁTICA: PRESIÓN EN GASES Ideas previas Densidad del aire: 1,3 kg/m3 ¿Cuántos kilogramos de aire que hay en el aula? m = d · V = 1,3 x 180 = 234 kg Vaula = 6 x 10 x 3 = 180 m3
- 16. El aire pesa El aire ejerce presión: Presión atmosférica: fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera sobre cualquier superficie de un cuerpo situado en su interior. PRESIÓN ATMOSFÉRICA
- 17. Principio fundamental de la aerostática: PRESIÓN ATMOSFÉRICA p = d· g· h h ? d ? Temperatura, humedad… Altura La presión atmosférica no se puede calcular.
- 19. PRESIÓN ATMOSFÉRICA Evidencias experimentales Esferas de Magdeburgo. Otto von Guericke. 1647
- 22. PRESIÓN ATMOSFÉRICA Experimento de Torricelli (1608-1647)
- 23. PRESIÓN ATMOSFÉRICA Experimento de Torricelli (1608-1647) La presión atmosférica es igual a la presión hidrostática que ejerce una columna de 76 cm de mercurio (densidad=13600 kg/m3) p = d·g·h = 13600 · 9,8 · 0,76 = 101300 Pa Presión atmosférica a nivel del mar (presión normal): p0 = = 101300 Pa = 1 atm = 760 mm Hg Mirar: 6 resuelto
- 24. PRESIÓN ATMOSFÉRICA ¿Qué representa eso?
- 25. PRESIÓN ATMOSFÉRICA + PRESIÓN HIDROSTÁTICA
- 28. PRINCIPIO DE PASCAL Ideas previas ¿Qué tapón saltará antes? ¡Todos a la vez!
- 29. PRINCIPIO DE PASCAL Enunciado La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido. Blaise Pascal (1623-1662). ¿Gases?
- 30. PRINCIPIO DE PASCAL Aplicaciones: prensa hidráulica Dos recipientes cilíndricos de diferente sección, conectados, tapados con un émbolo o pistón, llenos de líquido. La fuerza ejercida se amplifica.
- 31. PRINCIPIO DE PASCAL Aplicaciones: prensa hidráulica .
- 32. PRINCIPIO DE PASCAL Aplicaciones . Elevadores hidráulicos
- 33. PRINCIPIO DE PASCAL Aplicaciones Frenos hidráulicos
- 34. PRINCIPIO DE PASCAL Ejemplo Mirar: 4 resuelto Hacer: 9 Un elevador hidráulico tiene unos émbolos cilíndricos de 2 cm y 2 dm de diámetro. Se hace una fuerza de 5 N sobre el émbolo pequeño . a) ¿Qué presión se ejerce sobre dicho émbolo? ¿Y sobre el émbolo grande? b) ¿Qué fuerza se origina en el émbolo grande? c) ¿Se podría levantar un coche de 1,5 toneladas?
- 35. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Ideas previas Arquímedes de Siracusa (287 a. C. – 212 a. C.)
- 36. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Peso aparente P E P 20 N 5 N P = 20 N E = 15 N Pap = P - E Pap = 5 N
- 37. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Enunciado y fórmula Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje, vertical y hacia arriba, que es igual al peso del fluido desalojado. E = PL = mL g mL = dL VLD E = dL VLD g Mirar: 7 resuelto Ejem: 25 Hacer: 14
- 38. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Equilibrio de cuerpos sumergidos Si P > E Se hunde Si P = E Equilibrio Si P < E Sube y flota
- 39. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Aplicaciones: flotación E = dL VLD g P= mC g Si totalmente sumergido VLD = VC Si P > E dC > dL Se hunde Si P = E dC = dL Equilibrio Si P < E dC < dL Sube y flota P = dC VC g
- 40. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Aplicaciones: flotación en el agua
- 41. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Aplicaciones: flotación en el agua
- 42. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Aplicaciones: densímetros Alcoholímetro
- 43. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Aplicaciones: flotación en el aire Pág. 88: 19, 20, 22, 23, 24, 28, 29
- 44. Clase: 32, 33, 34 y 35, Ampliación: 37, 38, 40 y 41 PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOS Ejercicios clase. Pág. 89