Nombre de la escuela:

Cbtis 243

Nombre del alumno:

José Daniel Bravo Moralez

Nombre de la materia:

Física 2

Tema del trabajo:

Investigación sobre conceptos de física y ejemplos

Nombre del facilitador de la materia:

Mauro Gómez

Feche de entrega:

18 de septiembre de 2015

Introducción

En este trabajo como alumno presentare una investigación sobre conceptos

que forman parte de la física, este incluye formalidades de la física como son:

densidad, medición, peso específico, empuje, presión e hidrostática.

Ya que estas definiciones nos ayudaran a entender y comprender mejor la

física, como funciona, que cosas intervienen, cuando está presente realmente,

etc. También sabremos cómo actúa dentro de la vida cotidiana, ya que como

humanos formamos parte de la física en la naturaleza, sus efectos y

reacciones. Como veremos la física se relación en muchos aspectos en nuestra

vida diaria. Lo veremos a continuación.

Desarrollo de tema

Densidad

Es una magnitud escala referida a la cantidad de masa en un

determinado volumen de una sustancia. Usualmente se simboliza mediante la

letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la razón entre la masa de

un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos

la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se

considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes (convergiendo

hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto,

siendo  la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la

densidad en el punto común a todos esos volúmenes:

Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con

independencia del tamaño y masa y esto actúa sobre el volumen del objeto.

Tipos de densidad

Densidad absoluta

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre

la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional

es kilogramo por metro cúbico (kg/m³), aunque frecuentemente también es

expresada en g/cm³. La densidad es una magnitud intensiva.

Siendo, d la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.

Densidad relativa

La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su

densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una

magnitud adimensional (sin unidades).

Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua

líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la

densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m³, es decir, 1 kg/dm³.

Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de

1 atm y la temperatura de 0 °C.

Densidad media y densidad puntual

Para un sistema homogéneo, la expresión masa/volumen puede aplicarse en

cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.

Sin embargo, un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en

partes diferentes.

Sin embargo, debe tenerse que las hipótesis de la mecánica de medios

continuos solo son válidas hasta escalas de, ya que a escalas atómicas la

densidad no está bien definida. Por ejemplo, el tamaño del núcleo atómico es

cerca de y en él se concentra la inmensa mayor parte de la masa atómica, por

lo que su densidad (2,3•1017 kg/m3) es muy superior a la de la materia

ordinaria. Es decir, a escala atómica la densidad dista mucho de ser uniforme,

ya que los átomos están esencialmente vacíos, con prácticamente toda la

masa concentrada en el núcleo atómico.

Densidad aparente

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de constitución

heterogénea, y entre ellos, los porosos como el suelo, los cuales forman

cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia, de forma que la

densidad total de un volumen del material es menor que la densidad del

material poroso si se compactase. En el caso de un material mezclado con aire

se tiene: la densidad aparente de un material no es una propiedad intrínseca

del material y depende de su compactación. La densidad aparente del suelo ( )

se obtiene secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 105 °C

hasta peso constante.

Dónde: WSS, Peso de suelo secado a 105 °C hasta peso constante. VS,

Volumen original de la muestra de suelo. Se debe considerar que para

muestras de suelo que varíen su volumen al momento del secado, como suelos

con alta concentración de arcillas 2:1, se debe expresar el contenido de agua

que poseía la muestra al momento de tomar el volumen.

En construcción se considera la densidad aparente de elementos de obra,

como por ejemplo de un muro de ladrillo, que contiene ladrillos, mortero de

cemento o de yeso y huecos con aire (cuando el ladrillo es hueco o perforado).

Ejemplo en la vida cotidiana:

Por ejemplo las botellas tienen diferentes tipos de tamaños, esto altera la

densidad y dependiendo el tipo de concentración de líquidos. Intervienen el

pero a diferencia del pan ya que este no es relleno totalmente y tiene un peso

esto.

Medición

La densidad puede obtenerse por medición de forma indirecta y de forma

directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el

volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se

mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse

determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o

mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos. Los

instrumentos más comunes para medir la densidad son:

• El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido.• El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos,

líquidos y gases (picnómetro de gas).

• La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.

• La balanza de Mohr

Ejemplo vida cotidiana:

Como humanos muchas veces hacemos mediciones de diferentes tipos de

muchas maneras como el hecho de querer saber cuál equivalencia entre

alguna unidad de medida y otra. Un litro a onza, kilogramo o viceversa.

Peso específico.

El peso específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el

peso y el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o

gaseoso. Es una constante en el sentido de por ejemplo que es un valor que no

cambia para cada sustancia ya que a medida que aumenta su peso también

aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad.

Pe = Peso / volumen

Pe = Peso específico.

Esta constante tiene la importancia de ser una propiedad intensiva, ya que nos

permitirá identificar a la sustancia.

En los ejercicios nos pueden preguntar cuánto vale el Pe de la sustancia o cual

es el peso o el volumen que ocupa esta. Como la fórmula tiene tres partes nos

darán dos datos o los elementos para obtener esos dos datos y poder calcular

la incógnita.

Existe relación entre el peso de una sustancia y su volumen.

Su expresión de cálculo es:

, el peso específico;

, el peso de la sustancia;

, el volumen de la sustancia;

, la densidad de la sustancia;

, la masa de la sustancia;

, la aceleración de la gravedad.

ᵧ=w/v

Relación entre el peso y el volumen

ᵧ=mg/v

Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵨ= ᵧ/g

Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵧ=ᵨg

Ejemplo vida cotidiana:

como por ejemplo cuando se mueve cierto objeto en el cual ya se ha tomado su

volumen, es decir que dentro del rango ya hay un patrón que especifica cuanto

deberá pesar algo y cuanto deberá tener de volumen, como es el caso de todos

los productos, donde no es permitido colocar más donde el volumen no lo

permite.

Empuje

El empuje es una fuerza de reacción descrita cuantitativamente por la tercera

ley de Newton. Cuando un sistema expele o acelera masa en una dirección

(acción), la masa acelerada causará una fuerza igual en dirección contraria

(reacción). Matemáticamente esto significa que la fuerza total experimentada

por un sistema se acelera con una masa m que es igual y opuesto a m veces la

aceleración a, experimentada por la masa.

Ejemplos vida cotidiana:

Un avión genera empuje hacia adelante cuando la hélice que gira, empuja el

aire o expulsa los gases expansivos del reactor, hacia atrás del avión. El

empuje hacia adelante es proporcional a la masa del aire multiplicada por la

velocidad media del flujo de aire. Similarmente, un barco genera empuje hacia

adelante (o hacia atrás) cuando la hélice empuja agua hacia atrás (o hacia

adelante). El empuje resultante empuja al barco en dirección contraria a la

suma del cambio de momento del agua que fluye a través de la hélice.

Presión

La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie

sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie.

Es la fuerza por unidad de superficie, es el vector normal a la superficie, es el

área total de la superficie S.

La presión (símbolo p)1 2 mide la proyección de la fuerza en dirección

perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica

una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional

de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina

pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando

uniformemente en un metro cuadrado (m²). En el Sistema Inglés la presión se

mide en libra por pulgada cuadrada (pound persquare inch o psi) que es

equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

Ejemplo vida cotidiana:

Muchos automóviles tienen sistemas de frenado antibloqueo (ABS, siglas en

inglés) para impedir que la fuerza de fricción de los frenos bloqueen las ruedas,

provocando que el automóvil derrape. En un sistema de frenado antibloqueo un

sensorcontrola la rotación de las ruedas del coche cuando los frenos entran en

funcionamiento. Si una rueda está a punto de bloquearse los sensores detectan

que la velocidad de rotación está bajando de forma brusca, y disminuyen la

presión del freno un instante para impedir que se bloquee. Comparándolo con

los sistemas de frenado tradicionales, los sistemas de frenado antibloqueo

consiguen que el conductor controle con más eficacia el automóvil en estas

situaciones, sobre todo si la carretera está mojada o cubierta por la nieve.

La refrigeración se basa en la aplicación alternativa de presión elevada y baja,

haciendo circular un fluido en los momentos de presión por una tubería.

Cuando el fluido pasa de presión elevada a baja en el evaporador, el fluido se

enfría y retira el calor de dentro del refrigerador.

Como el fluido se encuentra en un ciclo cerrado, al ser comprimido por un

compresor para elevar su temperatura en el condensador, que también cambia

de estado a líquido a alta presión, nuevamente está listo para volverse a

expandir y a retirar calor (recordemos que el frío no existe es solo una ausencia

de calor).

Unidades de medida de presión

Pascal Bar N/mm²kp/m²

kp/cm²

atm Torr PSI

1 Pa (N/m²)=

1 10−5 10−6 0,102

0,102×10−4

0,987×10−5

0,0075

0,00014503

1 bar (10N/

cm²) =105 1 0,1

10200

1,020,987

75014,5036

1 N/mm² =

106 10 11,02×105

10,2 9,877500

145,0536

1 kp/m² =

9,819,81×10−

5

9,81×10−6 1 10−4

0,968×10−4

0,0736

0,001422

1 kp/cm²

=

9,81x104

0,981

0,0981

10000

10,968

73614,22094

1 atm (760

Torr) =

101325

1,01325

0,1013

10330

1,033

1 76014,69480

1 Torr ( 133,3 0,00 1,333 13,6 1,36x 1,32x 1 0,019

mmHg) =

213332

2×10−

4 10−3 10−3 336

1 PSI (libra / pulgad

a cuadrada) =

6894,75729

0,068948

0,006894

703,188

0,0703188

0,068046

51,7149

1

Hidrostática

Es la rama de la mecánica de fluidos o de la hidráulica que estudia los fluidos

incompresibles en estado de equilibrio; es decir, sin que existan fuerzas que

alteren su movimiento o posición, en contraposición a la dinámica de fluidos.

Se denomina fluido a aquél medio continuo formado por alguna sustancia entre

cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad

definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su

seno fuerzas restituidas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual

constituye la principal diferencia con un sólido deformable, donde sí hay

fuerzas restituidas).

Los estados de la materia líquido, gaseoso y plasma son fluidos, además de

algunos sólidos que presentan características propias de éstos, un fenómeno

conocido como solifluxión y que lo presentan, entre otros, los glaciares y el

magma.

Las características principales que presenta todo fluido son:

• Cohesión. Fuerza que mantenga unidas a las moléculas de una misma

sustancia.

• Tensión superficial. Fenómeno que se presenta debido a la atracción

entre las moléculas de la superficie de un líquido.

• Adherencia. Fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas

de dos sustancias diferentes en contacto.

• Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una

pared sólida, debido al fenómeno de adherencia. En caso de ser la pared un

recipiente o tubo muy delgado (denominados "capilares") este fenómeno se

puede apreciar con mucha claridad.

Ejemplo de la vida cotidiana:

Si se aplica presión a un líquido no comprimible en un recipiente cerrado, esta

se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de

fenómeno se puede apreciar, por ejemplo, en la prensa hidráulica o en el gato

hidráulico; ambos dispositivos se basan en este principio. La condición de que

el recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presión

no actúen deformando las paredes del mismo en lugar de transmitirse a todos

los puntos del líquido.

Conclusiones

Como hemos estado viendo la física si interactúa en cualquier momento de

nuestra vida. Estos conceptos físicos nos han servido para darnos cuenta de lo

importante del papel que forman ya sea los objetos o nosotros mismo de ella.

Densidad: ahí vimos la cantidad de masa que puede poseer por ejemplo cierto

líquido o algo sólido en determinado volumen. También vimos los diferentes

tipos de densidades que existen y que intervienen de varias maneras en la vida

cotidiana.

Medición: en este concepto pudimos apreciar las diferentes medidas que se

efectúan en muchos casos como son las conversiones de litros a mililitros, de

kilogramos a gramos o miligramos, también de litros a kilos, etc. Esto nos

ayuda saber cuánto puede ser la medida de algo con un tipo de medición

diferente.

Peso específico: pudimos aprender cómo y cual es relación que existe entre la

el peso y el volumen de algo, es decir que algo pesa a veces mucho y cuenta

con poco volumen o espacio, pero también suele suceder lo contario. Por eso

existe una relación entre estos dos.

Empuje: este concepto nos aportó sobre que este tiene que ver con la tercera

ley de newton, ósea que el empuje de pende de la fuerza aplicada, la dirección

y sentido del objeto o cosa. Tiene mucho que ver el hecho de como nosotros

aplicamos una fuerza. Además cuenta mucho la aceleración que un empuje

tenga sobre algo.

Presión: nos enseñó las diferentes unidades de medidas que se encuentran

relacionadas a la presión. Este concepto nos quiere decir sobre la fuerza que

ejerce algo sobre la superficie de otra.

Hidrostática: nos enseñó la presión que los fluidos pueden contener viéndolos

de varias perspectivas, esto quiere decir que la hidrostática fluye líquidos a

cierto tipo depresión.

Referencias consultadas

http:wiki.fisica/pesoespecifico/435632.com

http:wiki.fisica/hidrostática/hvdhfoi.com

http:wiki.fisica/empuje/hvcsdkfhlkvn.com

http:wiki.fisica/medicion/hfhroghskvn.com

http:wiki.fisica/densidad/nvohgd.com