fisica unidad 2

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS” ING. JULIO ORANTES”
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIAS
ASIGNATURA: FISICA II

Objetivo:
 Definir densidad y densidad relativa
 Aplicar la ecuación de la densidad a la solución de ejercicios.

Mecánica de los fluidos
Densidad y presión
Un fluido es cualquier sustanciaque puede fluir, se usa el término tanto para líquidos como para
gases. Se comenzará el estudio con la estática de fluidos, o sea el estudio de fluidos en reposo en
situaciones de equilibrio. Para luego estudiar la dinámica de los fluidos, es decir el estudio de fluidos
en movimiento.
Densidad (𝝆): Una propiedad importante de cualquier materia es su densidad, la cual es definida
como su masapor unidad de volumen.

𝝆=

𝒎
𝑽

(𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑)

La unidad de de densidad en el SI es el kilogramo por metro cubico (1 kg/m3). También se usa mucho
la unidad cgs, gramo por centímetro cubico (1 g/cm3). El factor de conversión es:
1 𝑔
1000 𝑘𝑔
=
3
𝑐𝑚
𝑚3

Densidades de algunas sustancias comunes
Material

Densidad (kg/m3)

Material

Densidad (kg/m3)

Aire (1atm, 20ºC)

1.2

Hierro, acero

7.8 x 103

Etanol

0.81 x 103

Latón

8.6 x 103

Benceno

0.90 x 103

Cobre

8.9 x 103

Hielo

0.92 x 103

Plata

10.5 x 103

Agua

1.00 x 103

Plomo

11.3 x 103

Agua de mar

1.03 x 103

Mercurio

13.6 x 103

Sangre

1.06 x 103

Oro

19.3 x 103

Glicerina

1.26 x 103

Platino

21.4 x 103

Concreto

2 x103

Estrella enana blanca

1010

Aluminio

2.7 x 103

Estrella de neutrones

1018

Para obtener las densidades en gramos por centímetro cubico, divida entre 103

Gravedad específica o densidad relativa: de un material es la razón entre su densidad y la del agua a
4ºC, 1000 kg/m3; es un número puro sin unidades.

𝝆𝒓 =

𝝆

𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂𝒍

𝝆 𝒂𝒈𝒖𝒂

Presión (P): La presión es lamagnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa,
es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie
plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme y perpendicularmente a la
superficie, la presión P viene dada por:

𝑷=

𝑭
𝑨

La unidad en el SI de la presión es el pascal donde:
1 pascal = 1 Pa = N/m21 𝑏𝑎𝑟 = 105 𝑃𝑎
1 𝑚𝑖𝑙𝑖𝑏𝑎𝑟 = 100𝑃𝑎

La presión atmosférica 𝑷 𝒂 es la presión de la atmosfera terrestre.
𝑷 𝒂 = 𝟏 𝒂𝒕𝒎 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑𝒙𝟏𝟎 𝟓 𝑷𝒂
𝑷 𝒂 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑 𝒃𝒂𝒓 = 𝟏𝟎𝟏𝟑 𝒎𝒊𝒍𝒊𝒃𝒂𝒓 = 𝟏𝟒. 𝟕𝟎 𝒍𝒃/𝒑𝒖𝒍𝒈 𝟐

Ejemplo: Calcule la masa y el peso de aire de una estancia cuyo piso mide 4.0 m x 5.0 m y que tiene
una altura de 3.0 m. ¿Qué masa y peso tiene un volumen igual de agua?
Partamos de la ecuación de densidad:𝝆=

𝒎
𝑽

Despejando la masa se tiene:
𝒎 = 𝝆𝑽

Esta ecuación solicita calcular el volumen.
𝑉 = (4.0)(5.0)(3.0) = 60 𝑚3

Sustituyendo en la ecuación para la masa:
𝒎 = 𝝆𝑽 = (1.2)(60) = 𝟕𝟐 𝒌𝒈

El peso:
𝑤 = 𝑚𝑔 = ( 𝟕𝟐)(9.8) = 𝟕𝟎𝟓. 𝟔 𝑵
Si se desea conocer el peso en libras, recuerde que 1 N = 0.2248 lb
705.6 𝑁 = 705.6𝑁𝑥

0.2248 𝑙𝑏
= 𝟏𝟓𝟖. 𝟔𝟐 𝒍𝒃
1𝑁

Para el agua se tendría:
Calculo de la masa:
𝒎 = 𝜌𝑉 = (1𝑥103 )(60) = 𝟔. 𝟎𝒙𝟏𝟎 𝟒 𝒌𝒈

 Calculo del peso:
𝑤 = 𝑚𝑔 = ( 𝟔. 𝟎𝒙𝟏𝟎 𝟒 )(9.8) = 𝟓. 𝟗𝒙𝟏𝟎 𝟓 𝑵

Por ser un valor muy grande se expresara este peso en toneladas:
𝟓. 𝟗𝒙𝟏𝟎 𝟓 𝑵 = 5.9𝑥105 𝑁𝑥

0.2248 𝑙𝑏 1 𝑡𝑜𝑛
𝑥
= 𝟔𝟔 𝒕𝒐𝒏𝒔
1𝑁
2000 𝑙𝑏

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS” ING. JULIO ORANTES”DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIAS
ASIGNATURA: FISICA II

Objetivo:
 Definir densidad.
 Aplicar la ecuación para densidad en la solución de ejercicios.

Mecánica de los fluidos
Densidad
Densidad (𝝆): Una propiedad importante de cualquier materia es su densidad, la cual es definida
como su masa por unidad de volumen.

𝝆=

𝒎
𝑽

(𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑)

La unidad de de...