Física fluidos

NOMBRE: Fluidos.

RECURSOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA TAREA:

1. Contenidos de la semana
2. Recursos adicionales:

a.http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/Introduccion/indiceApplets/indice/indice_fluidos.
htm
b. http://rabfis15.uco.es/MecFluidos/Programa/Applets%20java/fluido1/fluido1.htm
c. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/arquimedes/arquimedes.htm
d.http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/ecuacion/ecuacion.htm

INSTRUCCIONES: Desarrolle claramente cada uno de los tópicos solicitados, si es necesario
apóyese por esquemas y/o gráficos.

1. Una pequeña pieza de acero está unida a un bloque de madera. Cuando la madera se coloca
en una tina de agua con el acero en la parte superior, la mitad del bloque está sumergida. Si el
bloque se invierte demodo que el acero se encuentre bajo el agua, la cantidad sumergida del
bloque ¿aumenta, disminuye o sigue igual? ¿Qué pasa al nivel del agua de la tina cuando el
bloque se invierte?

Supongamos que hay un Estado Estacionario, en donde la Fuerza de Empuje (B) y de Peso (P) son equivalente y no hay movimiento alguno:

E = P

Sabemos que B =Vd*p *g con Vd= Volumen desplazado, p=densidad del fluido, g=aceleración de gravedad

P = M*g con M=Masa del objeto

M= p’ * V donde p’ = densidad del objeto, V=volumen del objeto

Lo que nos deja:
B = P  Vd*p*g = M*g  Vd*p*g = p’ * V *g  Vd*p=V*p’

Lo que nos deja una relación bastante interesante:

Vd/V=p’/p

Es así como podemos relacionar el volumen desplazado con la densidaddel cuerpo y el volumen del cuerpo con la densidad del fluido, aplicándolo a nuestro caso:

1/2Vmadera / Vmadera = pmadera / pagua

Esto implica que la densidad de la madera será la mitad que la densidad del agua, es decir, pmadera= 500 Kg/m3

Siguiendo con el ejercicio planteado si damos vuelta las piezas el volumen desplazado por la pieza de acero está determinada por su densidad yvolumen, que solo por intuición sabemos que su densidad en comparación con la de la madera y del agua es mucho mayor y su volumen menor, entonces:

Vd/Vacero = pacero / pagua  Vd = (pacero/pagua)* Vacero

Lo que nos quiere decir esto es que si la proporción entre las densidades ( pacero/pagua) es mayor que uno, será un ponderador que aumente el factor de volumen, pero al ser Vacero muy pequeño,el volumen desplazado será mucho menor en relación al Vd por la madera .

*Ejemplos numéricos:

x/100 = 10000/1000 => x=1000 (mayor volumen, menor densidad)
x/10 = 20000/1000 => x= 200 (menor volumen, mayor densidad)

En conclusión, en la situación en que la pieza de acero está por debajo del bloque de madera, el volumen desplazado de fluido será menor que en posicióncontraria, esto es debido a la relación densidad cuerpo/ densidad fluido con volumen desplazado/volumen cuerpo que gracias a la gran densidad del acero y poco volumen nos da un Vd menor que con la densidad y volumen de la madera.

2. La presión atmosférica es alrededor de 105 N/m2 y el área del pecho de una persona es de
unos 0.13 m2. La fuerza de la atmósfera en el pecho de un ser humanoes de unos 13 000 N. En
vista de esta enorme fuerza, ¿por qué no se destruyen nuestros cuerpos?

Como vimos en unidades anteriores, en Dinámica, para que nuestros cuerpos no se destruyan, al presentarse una fuerza Presión de 13000N debe existir una fuerza, en la misma dirección, pero en distinto sentido y de la misma magnitud, para estar en equilibrio y que nuestro cuerpo no ceda. Es decir,existe dentro de nosotros una fuerza que nos permite soportar esta presión, pero ¿cuál es esta fuerza? Dentro de nosotros existen cavidades llenas de fluidos (venas, pulmones, etc.) que ejercen presión de la misma magnitud (13000N), por lo que estas fuerzas se contrarrestan y podemos resistir dichas presiones

3. Una placa plana está sumergida en un líquido en reposo, ¿qué orientación debe tener...