UNMSM TEORIA FISICA Part2







¿A QUÉ SE LLAMA FLUIDO?
Es toda sustancia (líquidos, gases) que adopta fácilmente la forma del recipiente que lo contiene, y una de sus propiedades más importantes es la de ejercer y transmitir “Presión” en todas las direcciones.

DENSIDAD ()
Esta magnitud nos indica la cantidad de masa que se halla contenida en la unidad de volumen de un determinado material.




Unidades:
g/cm3 ;kg/m3

PESO ESPECÍFICO ()
Esta magnitud mide el peso que posee cada unidad de volumen de un material determinado.



Unidades:
N/m3

Relación entre  y 


  =  . g






Nota:
La densidad de una sustancia expresada en g/c.c., queda expresada en kg/m3 si se multiplica por 1000.
Ejemplo:


* H2O = 1 g/cm3
Luego:
H2O = (1 x 1000) kg/m3=1000 kg/m3

* ACEITE = 0,8 g/cm3 = 800 kg/m3


¿QUÉ ES LAPRESIÓN?
Consideremos dos bloques de concreto idénticos de 4 kg cada uno, apoyados sobre nieve tal como se muestra.














¿Qué notamos?
Que el bloque “B” se hunde más que el bloque “A”, pero, ¿Porqué, si en ambos casos los bloques ejercen la misma fuerza sobre la superficie?




















Notamos que en el caso “B” la fuerza de 40N se distribuye sobre una menor superficie que en elcaso del bloque “A”, por ello cada unidad de área de la base en “B” soporta mayor fuerza, por eso experimenta mayor hundimiento.

Luego, la presión es una magnitud física que mide la distribución de una fuerza perpendicular (normal) sobre una superficie de área “A”.

Matemáticamente:

P =


Unidad en el S.I.



* 105 Pa = 1 bar

¿EJERCERÁN PRESIÓN LOS LÍQUIDOS?
Como todo cuerpo sobre la Tierra, loslíquidos también se encuentran sujetos a la fuerza de gravedad, por lo tanto, pueden ejercer presión: PRESIÓN HIDROSTÁTICA (PH).

Por ejemplo, un líquido puede ejercer presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene.














Sabemos que: P =

Luego:
PH =

PH =


pH =  g h


Donde:
 : Densidad del líquido
g : aceleración de la gravedad
h : profundidad

PRESIÓN TOTAL (PT)
Esla suma de las presiones locales (manométricas, hidrostáticas, etc) y la presión atmosférica.

Ejemplo:
Halle la presión total en el fondo del cilindro que contiene agua.













Solución
En este caso como el líquido está expuesto a la atmósfera, debe mos agregarse la presión atmosférica (Patm).

PT = PH + Patm
PT = gH + Patm
PT =
PT =
pT = 1,1 x 105 Pa

Observaciones:

1. La presiónhidrostática depende solamente de la profundidad más no de la forma del recipiente que contiene al líquido.
2. Todos los puntos en un mismo líquido ubicados a una misma profundidad soportan igual presión y la línea que une dichos puntos se llama ISOBARA.




ISÓBARA

PA = PB
PA < PC




PROBLEMAS RESUELTOS

1. Se tiene una piscina rectangular de dimensiones 5m y 10m y contiene agua hasta unaprofundidad de 2m. Determine la presión hidrostática, la fuerza hidrostática y la fuerza total en el fondo de dicha piscina.

Solución:

a) Hallamos la PH:
PH = H2O g H

PH =

PH = 20000
PH = 2104 Pa

b) Hallamos la fuerza hidrostática (FH)
FH = PH A
FH =
FH = 106 N

c) Hallamos la fuerza total (FT)
FT = (PH + Patm) A
FT =
FT = 6 106 N

Reflexiona
¿Es lo mismo calcular la fuerza hidrostáticasobre la base del recipiente que sobre la pared vertical?




PRINCIPIO DE PASCAL

¿Qué establece el principio de Pascal?
Todo fluido transmite sin alteración la presión ejercida sobre él a todas las partículas del mismo y en todas direcciones.

Por ejemplo:














Si ejercemos sobre el émbolo una fuerza externa:














Sabemos que:
P =

Luego, notamos que la presión ejercida (P),se transmitió en todas las direcciones.
Una aplicación práctica de este principio es la “Prensa Hidráulica”.














Esta máquina basa su funcionamiento en el Principio de Pascal. Al aplicar una fuerza sobre uno de los pistones, ésta se transmitirá al otro en mayor valor.

En la gráfica, cuando, sobre el pistón de área “A1” se ejerce una fuerza “F1”, el líquido transmite una presión...