hidrostática.docx

Upload: enrique-sufront

Post on 14-Jan-2016

28 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Hidrosttica6) Estimar la diferencia de la presin hidrosttica debida a la sangre- entre la cabeza y el corazn, el corazn y los pies, y la cabeza y los pies, de una persona que mide 1.75 m de altura, para distintas posiciones: de pie, acostada, haciendo la vertical. Densidad de la sangre: 1.06 x 103kg/m3.

Bueno, estimemos. Para estimar hay que tomar decisiones; tendras que tomarlas vos, pero como este sitio no es interactivo, voy a tener que tomarlas yo.

Ac las tenemos, y ellas son: que en entre el corazn y el cerebro hay, digamos, 40 centmetros; y que entre el corazn y los pies 130 centmetros. Espero que ests de acuerdo.El resto ya no son estimaciones, ahora viene clculo, pero los resultados finales no dejan de ser estimaciones.Las diferencias de presin las calculamos con el Principio General de la Hidrosttica, que dice que las diferencias de presin entre dos profundidades dentro de un lquido son iguales al producto entre la densidad del lquido, la aceleracin de la gravedad y la diferencia de profundidad.

Calculemos.

como ves, a la altura del chabn le saqu unos pocos centmetros, para meterme dentro de los tejidos y, sobre todo, dentro de los vasos.

Empecemos con cabeza-pies,c-p:Prc-p=san.g .hc-pPrc-p=1.060 kg/m3. 10m/s. 1,70m

Prc-p= 18.020Pa=13,5cmHg

acordate que 101.300 Pa equivelen a76 cmHg

Sigamos con cabeza-corazn (bobo),c-b:Prc-b=san.g .hc-bPrc-b=1.060 kg/m3. 10m/s. 0,40m

Prc-b= 4.240Pa=3,2cmHg

Y por ltimo, corazn-pies,b-p:Prb-p=san.g .hb-pPrb-p=1.060 kg/m3. 10m/s. 1,30m

Prc-b= 13.780Pa=10,3cmHg

Te dejo a vos que resuelvas lo mismo para las posiciones del cuerpo acostado y cabeza abajo.Ahora viene la parte ms interesante. Discutir los resultados de la estimacin. Para empezar: habrs visto que adems de dar los resultados en pascales, los pas a centmetros de mercurio,cmHg. Lo hice porque para discutir los resultados vamos a compararlos con los que se sabe del funcionamiento del corazn: las unidades ms utilizadas en clnica para describir la presin arterial (la presin de funcionamiento del corazn) es justamente esa, y ms o menos, lo normal para un chabn sano es 12-8, lo que significa que el corazn bombea la sangre con un presin de12cmHg.Esto nos indica que en condiciones normales la cabeza -la pieza ms importante de la fisiologa del organismo- va a estar siempre bien provista de sangre, y eso nos deja tranquilos. Estamos un poco ms jugados con los pies, pero no es tan importante. El asunto con los pies no es la provisin de sangre sino asegurar el retorno desde all abajo hasta el corazn nuevamente. No es sencillo. Las caminatas y los movimientos de las piernas ayudan al corazn en esta tarea vital porque ponen en funcionamiento lasvlvulas femorales, peroneas, poplteas, plantares yque actan a modo de bombas auxiliares.De todos modos, la falta de irrigacin normal de la cabeza,lipotimia, se resuelve casi siempre con xito, con maniobras por casi todos conocidas: agachar la cabeza, acostarse, levantar la piernas, etctera. No te marees.

DESAFO: Tiene algn valor fisiolgico la estimacin cabeza-pies?

como se calcula la presin hidrostatica (con prosedimiento y ejemplo)los puntos al primero?

Mejor respuesta:Es presin = Peso especfico x profundidad

se puede imaginar un recipiente de paredes rectas verticales, el peso el lquido contenido ser:Peso = Volumen x Peso especfico= superficie horizontal x h x Pe

(h = profundidad, Pe = peso especf.)

Presin en el fondo = peso / superficie horizontal = h x Pe

(x indica signo de multiplicacin)

Ahora bien, en realidad no importa si el recipiente tiene paredes verticales o no, ya que cualquier porcin del lquido se la puede imaginar en "cilindros" verticales para los cuales siempre se dar que:presin = peso/superf. = Pe x h

Y eso muestra que la presin es el peso especfico por la profundidad.

La presin total ser p = Pe x h + p_sl

es decir la presin debido al peso de la columna de lquido ms la presin sobre la superficie de ste (p_sl = presin sobre el lquido).

Ejemplo:La presin en un lago a 10 m de profundidad:Presin relativa = (1 kg/dm3) * 100 dm = 100 kg/dm2pero 1 dm2 = 100 cm2, entonces

P(rel) = 100kg/100cm2 = 1 kg/cm2 (prximo a 1 atm, o 1.033 kg/cm2)

P(abs) = presin sobre el lq + p(rel)p (abs) = p(atm) + p(rel) = (1.033 + 1) kg/cm2 = 2.03 kg/cm2

Us unidades no MKS porque me pareci ms sencillo para el caso.

Otro: presin que ejerce una columna de mercurio de 76 cm si Pe mercurio = 13.6 kg/dm3:

P = 76 cm x 13.6 kg / 1000 cm3 = 1.033 kg/cm2 = 1 atm

Todo esto es aplicable a gases a pesar de su bastante menor peso especfico. Normalmente en un recipiente con gas la presin se considera uniforme a pesar de que vara con la altura, ya que dicha variacin suele ser despreciable.

LA PRESION A QUE ESTA SOMETIDO UN PUNTO EN EL SENO DE UN LIQUIDO , ES IGUAL AL PRODUCTO DE LA PROFUNDIDAD POR EL PESO ESPECIFICO DEL LIQUIDO . Los fluidos (lquidos y gases)ejercen una presin sobre cualquier superficie con la que estn en contacto. sta se denomina presin hidrosttica y acta en todas direcciones, perpendicularmente a las superficies con las que est en contacto. Depende de la profundidad y de la densidad del lquido o gas.

La presin espresin = fuerza / superficie

La fuerza que acta en este caso es el peso

Peso = masa gravedad

masa = densidad volumen

volumen = superficie altura

Por lo tanto

presin = fuerza / superficie

Presin = Peso / superficie

Presin = masa gravedad / superficie

Presin = densidad volumen gravedad / superficie

Presin = densidad superficie altura gravedad / superficie

Finalmente

Presin = Densidad altura gravedad_________________________Presin = rho . h . g______________________

Problema hidrosttica?estimar por consideraciones hidrostticas las diferencias de presin sangunea entre la cabeza y el corazn, el corazn y los pies, y la cabeza y los pies de una persona de 1.75 m de altura para las distintas posiciones. aproximar la densidad de la sangre por 1 kg/lt y la distancia entre la cabeza y el corazn por...mostrar msMejor respuesta:La presion se calcula como:

P = g h

donde h es la alrura en este caso la diferencia de alturas), g la constante de aceleracion de la gravedad y la densidad del liquido.

a.

Entre cabeza y corazon h = 0.5 m, por lo tanto:

P = (1000 kg/m^3)(9.81 m/s^2)(0. 5 m) = 4905 N/m^2 = 4.905 KPa

Entre cabeza y pies h = 1.75 m, por lo tanto:

P = (1000 kg/m^3)(9.81 m/s^2)(1.75 m) = 17167.5 N/m^2 = 17.1675 KPa

b. Acostado no hay diferencias,uesto que las diferencias de altura desaparecen, es decir, corazon, cabeza y pies estan en el mismo plano y por lo tanto estan a la misma presion hidrostatica.

c. Que es hacer la vertical?

Saludos!

pregunta dinamiza de fluidos(2) 10 pts?Se bombea continuamente agua que se extrae de un stano inundado con una velocidad de 5.30 m/s por medio de una manguera uniforme de 9.70 mm de radio. La manguera pasa por una ventana situada a 2.90 m sobre el nivel del agua. Cunta potencia proporciona la bomba?

R.- 44.52 Watts.

la vdd no se como resolverlo, podrian ayudarmeSeguir3 respuestasNotificar abusoRespuestasCalificacinMejor respuesta:Si bien est muy bien la respuesta de Marcos, te paso mi versin, aclarando que:

Q = caudal o gasto

sobre el gasto => cantidad/tiempo => puede expresarse en volumen/tiempo o en masa/tiempo y segn el caso ser gasto volumtrico (o simplemente gasto en algunos libros/autores) o gasto msico.

Q = A v = rea transversal x velocidad media del flujo.

Q = r * v = 3.1416 * 0.0097 m * 5.3 m/s = 0.001567 m/s

P = W / t = trabajo realizado por la bomba / tiempo = Peso x h / t

P = Peso x velocidadpero tambin podemos agrupar as:

P = m g h / t = (m/t) g h = Gasto msico x gravedad x altura

P = (Q ) g h = 0.001567 m/s * 1000 kg/m * 9.8 m/s * 2.90m

(donde = 1000 kg/m es la densidad del agua)

P = 44.524 W==========

Suerte y saludos.

Pd. fijate que si bien se relaciona con la energa cintica no es necesario vincularlo directamente. Cuando hacemos:W = trabajo = peso x alturaconsideramos que la bomba hace una fuerza hacia arriba igual en mdulo al peso del agua pero en sentido contrario, por la distancia a lo largo de la cual la mueve, que es la altura h. Como esta fuerza tiene el mismo sentido que el desplazamiento el ngulo es cero y el coseno es 1:W = F d cos = F d cos 0 = peso x hDicho trabajo a la vez es el incremento en energa potencial entre 0 (abajo) y 2.90m arriba.

NOTA: * * * Es cierto lo que dice Jomagonfran. Yo no explicit la hiptesis de que consideremos la manguera descargando a la altura de la ventana. Si siguiera para abajo, el peso el agua que fluye del lado descendente acta a favor, disminuyendo el trabajo necesario por unidad de tiempo, y por ende la potencia necesaria en la bomba.Bueno, tambin hay que mirar a que altura descarga la manguera, pues si al principio tiene que subir el agua a 2.90 mtrs y el extremo de la manguera descarga a 1 mtr, por ejemplo, es evidente que la bomba solo trabaja como si tuviera que descargar a 1 mtr.,ya que el resto de recorrido el sistema de vasos comunicantes opera por si solo.El producto de la velocidad de salida por el area de la seccin de la manguera ( 3,1416 x r2)te da el caudal o sea cuantos m3 /seg que sale por la manguera Multiplicado el caudal por la densidad del agua( 1000kg/m3) te da lo que se llama el gasto , o sea kg /segLa potencia de la bomba es energa entregada por la misma por unidad de tiempoEsa energa por unidad de tiempo se transforma en energa potencial por unidad de tiempo del agua M.g 2.90m ( M es la masa por unidad de tiempo) ( el gasto que calculaste antes) y energa cintica del chorro de agua que es 1/ 2 M v2 ( un medio de la masa por unidad de tiempo, por la velocidad 5.30 m/s al cuadrado)Si hacs las cuentas te da el resultado que expresasFuente(s):conocimientos personales

Respuestas

Mejor respuesta:(a) La velocidad de propagacin, v, de las ondas en la cuerda se calcula como la raz cuadrada, SQRT, de la tensin, T, dividida entre la densidad lineal, l, es decir,

v = SQRT(T/l) = SQRT(1800/0.02) = SQRT(90,000) = 300 m/s

(b) No, los extremos fijos de la cuerda son los nodos. En este caso hay un solo vientre en el centro de la cuerda dado que vibra en su modo fundamental.

(c) Como dijimos anteriormente que la cuerda oscila en su modo fundamental, su largo de onda, en este caso particular, es el doble de la longitud de la cuerda, L, o sea,

largo de onda = 2 x L = 2 x 1.20 = 2.40 m

La frecuencia de vibracin de la cuerda, f, es el cociente de la velocidad sobre el largo de onda,

f = v/largo de onda = 300/2.40 = 125 Hz

Como ves, se trata de un problema muy simple. Espero haberte ayudado.Fuente(s): Soy profesor de fsica. Cualquier libro de fsica bsica tiene los temas bsicos necesarios para resolver este problema