Fisica 2

FISICA II
Temas y Subtemas
I.- HIDROSTATICA E HIDRODINAMICA
1.1.- Conceptos básicos de fluidos
La materia se clasifica en sólidos y fluidos, un fluido es una sustancia que puede fluir, de tal forma que el término fluido caracteriza a los líquidos y los gases.

La distinción entre un líquido y un gas no es absoluta, en virtud de que, cambiando condiciones como la presión y la temperatura esposible transformar un líquido a gas o viceversa; durante este proceso, la densidad, la viscosidad y otras propiedades cambian de manera continua.

En un sentido estricto, se puede considerar un fluido como un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen unidas a través de fuerzas cohesivas débiles y las fuerzas ejercidas por las paredes del recipiente que lo contiene.

Larama de la física que estudia los fluidos, recibe el nombre de mecánica de los fluidos, la cual a su vez tiene dos vertientes: HIDROSTÁTICA, orientada al estudio de los fluidos en reposo; y la HIDRODINÁMICA, la cual esta orientada al estudio de fluidos en movimiento.

Así mismo se describen algunas propiedades de los fluidos como: densidad, peso específico y volumen específico entre otras; porotro lado se conocerán nuevos principios físicos para explicar efectos como la fuerza de flotación (boyantez) sobre un objeto sumergido; Deduciremos una expresión para la presión ejercida por un fluido en reposo como una función de la densidad y profundidad y con ello, nos introduciremos al campo de la manometría.

Al estudiar los fluidos en movimientos, se presentará la ecuación decontinuidad, examináremos y aplicaremos el Principio de Bernoulli en la resolución de problemas que involucren fluidos en movimiento. Se dará una introducción al concepto de pérdidas hidráulicas en tuberías y su relación con la Ley de Conservación de la Energía Mecánica descrita en el Módulo III de Física I. Al final, se ofrecerá una recopilación de algunos problemas que han formado parte de lasevaluaciones de cohortes precedentes.

1.2.- Densidad y Presión de un fluido.-
Propiedades de los fluidos.
Entre las propiedades principales podemos mencionar las siguientes: densidad, peso especifico, volumen especifico, gravedad especifica

a.- densidad: Es la masa contenida en una unidad de volumen de una sustancia (masa por unidad de volumen).
Cuando se trata de una sustancia HOMOGÉNEA, laexpresión para su cálculo es:



Donde:

: densidad de las sustancias en el SI se da en, Kg/m3 , gr/cm3, , lb/pie3
m: masa de la sustancia, gr, Kg , lb
V: volumen de la sustancia, cm3, m3, pie3

En el caso de sustancias NO HOMOGÉNEAS se usa las siguientes fórmulas:
Densidad en un punto:
Densidad promedia:

La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión; alresolver cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presión a la que se encuentra el fluido., ya que al incrementarse la temperatura los fluidos se dilatan aumentando su volumen, manteniendo su peso y ala inversa cuando disminuye la temperatura.

El agua posee una densidad absoluta a 4 º C y una atmósfera de presión igual a 999,997 Kg/m3 o 62,244 lb/pie3

Tabla 1. Variación dealgunas propiedades físicas del agua con la temperatura.

Temperatura (ºC) | Peso específico (KN/m3) | Densidad (Kg/m3) |
0 | 9,805 | 999,8 |
5 | 9,807 | 1.000 |
10 | 9,804 | 999,7 |
15 | 9,798 | 999,1 |
20 | 9,789 | 998,2 |
25 | 9,777 | 997,0 |
30 | 9,764 | 995,7 |
40 | 9,730 | 992,2 |
50 | 9,689 | 988,0 |
60 | 9,642 | 983,2 |
70 | 9,589 | 977,8 |
80 | 9,530 | 971,8 |90 | 9,466 | 965,3 |
100 | 9,399 | 958,4 |
Nota: los valores se dan a presión atmosférica.
b.- Densidad relativa s (gravedad especifica)
La gravedad específica de una substancia es la razón de la densidad de una substancia con respecto a la densidad de una substancia estándar; el estándar generalmente es el agua a 4o C para sólidos y líquidos, mientras que para los gases usualmente es el...