presión y fuerzas en fluidos
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PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOSTema 5. Pág. 77
¿Cómo clavarías un
clavo: de punta o de
cabeza?
¿Cuándo te hundes más?
¿Qué duele más: un
pisotón con un zapato plano o de
tacón?
¿A qué se deben estas diferencias?
PRESIÓNIdeas previas
Relación entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que actúa
p: presiónF: fuerzaS: superficie
PRESIÓNDefinición y fórmula
PRESIÓNEfectos
PRESIÓNEfectos
PRESIÓNEfectos
Sistema Internacional: pascal (Pa) (1 Pa = 1 N/m2)
Mirar: 1 res y 5 resHacer: 1, 2, 12 y 13
bar (b): 1 b = 105 Pa
milibar (mb): 1 mb = 100 Pa = 1hPa
atmósfera (atm): 1 atm = 101300 Pa
milímetros de mercurio (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg
“kilo” de presión: kp/cm2
PRESIÓNUnidades
COMPRESIBILIDAD
Estudio de las fuerzas en líquidos HIDROSTÁTICA
FLUIDOS
Reducción de volumen por efecto de la presión
Se adaptan a la forma del recipiente Líquidos y gases
Conceptos previos
Estudio de las fuerzas en gases AEROSTÁTICA
Los líquidos pesan Los líquidos ejercen presión
HIDROSTÁTICA: PRESIÓN EN LÍQUIDOS
Presión hidrostática: fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido sobre las paredes del recipiente y sobre cualquier superficie de un cuerpo sumergido en él
PRESIÓN HIDROSTÁTICAPrincipio fundamental de la hidrostática
¿Por qué orificio sale el agua a mayor presión?
¿Por qué los muros de los embalses son más gruesos en la parte inferior?
p = d· g· hp: presión hidrostáticad: densidad del líquidog: gravedadh: profundidad
h h
La presión hidrostática solo depende de la densidad del líquido y de la profundidad.No depende de la distancia al fondo ni de la cantidad de líquido ni de la forma del recipiente.
PRESIÓN HIDROSTÁTICAAclaraciones
Mirar: 3 resueltoHacer: 6
Vasos comunicantes: “recipientes” comunicados por la base
El nivel del líquido en todos ellos es el mismo, independientemente de su forma y tamaño
PRESIÓN HIDROSTÁTICAPrincipio de los vasos comunicantes
Indicadores de nivel Pozos artesianos
VASOS COMUNICANTESAplicaciones (usos prácticos)
VASOS COMUNICANTESAplicaciones
Abastecimiento de agua
¿Por qué el depósito de agua está a mayor altura que los edificios?
¿Qué ocurriría si los edificios fueran más altos?
AEROSTÁTICA: PRESIÓN EN GASESIdeas previas
Densidad del aire: 1,3 kg/m3
¿Cuántos kilogramos de aire que hay en el aula?
m = d · V = 1,3 x 180 = 234 kg
Vaula = 6 x 10 x 3 = 180 m3
El aire pesa El aire ejerce presión:
Presión atmosférica: fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera sobre cualquier superficie de un cuerpo situado en su interior.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Principio fundamental de la aerostática:
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
p = d· g· h
h ?
d ? Temperatura, humedad… Altura
La presión atmosférica no se puede calcular.
PRESIÓN ATMOSFÉRICABarómetros
PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales
Esferas de Magdeburgo. Otto von Guericke. 1647
PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales
ConAire Sin
Aire
PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales
PRESIÓN ATMOSFÉRICAExperimento de Torricelli (1608-1647)
PRESIÓN ATMOSFÉRICAExperimento de Torricelli (1608-1647)
La presión atmosférica es igual a la presión hidrostática que ejerce una columna de 76 cm de mercurio (densidad=13600 kg/m3)p = d·g·h = 13600 · 9,8 · 0,76 = 101300 Pa
Presión atmosférica a nivel del mar (presión normal): p0 = = 101300 Pa = 1 atm = 760 mm Hg
Mirar: 6 resuelto
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
¿Qué representa eso?
PRESIÓN ATMOSFÉRICA + PRESIÓN HIDROSTÁTICA
PRESIÓN ATMOSFÉRICAAplicaciones
Previsión del tiempo
PRESIÓN ATMOSFÉRICAAplicaciones
Previsión del tiempo
PRINCIPIO DE PASCALIdeas previas
¿Qué tapón saltará antes?
¡Todos a la vez!
PRINCIPIO DE PASCALEnunciado
La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido.Blaise Pascal (1623-1662).
¿Gases?
PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones: prensa hidráulica
Dos recipientes cilíndricos de diferente sección, conectados, tapados con un émbolo o pistón, llenos de líquido.
La fuerza ejercida se amplifica.
PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones: prensa hidráulica
.
PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones
. Elevadores hidráulicos
PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones
Frenos hidráulicos
PRINCIPIO DE PASCALEjemplo
Mirar: 4 resueltoHacer: 9
Un elevador hidráulico tiene unos émbolos cilíndricos de 2 cm y 2 dm de diámetro. Se hace una fuerza de 5 N sobre el émbolo pequeño .a) ¿Qué presión se ejerce sobre dicho émbolo? ¿Y
sobre el émbolo grande?b) ¿Qué fuerza se origina en el émbolo grande?c) ¿Se podría levantar un coche de 1,5
toneladas?
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESIdeas previas
Arquímedes de Siracusa (287 a. C. – 212 a. C.)
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESPeso aparente
P
E
P
20 N
5 NP = 20 N
E = 15 N
Pap = P - E
Pap = 5 N
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESEnunciado y fórmula
Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje, vertical y hacia arriba, que es igual al peso del fluido desalojado.
E = PL = mL g
mL = dL VLD
E = dL VLD gMirar: 7 resueltoEjem: 25Hacer: 14
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESEquilibrio de cuerpos sumergidos
Si P > E Se hunde
Si P = E Equilibrio
Si P < E Sube y flota
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación
E = dL VLD g
P = mC g
Si totalmente sumergido VLD = VC
Si P > E dC > dL Se hunde
Si P = E dC = dL Equilibrio
Si P < E dC < dL Sube y flota
P = dC VC g
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el agua
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el agua
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: densímetros
Alcoholímetro
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el aire
Pág. 88: 19, 20, 22, 23, 24, 28, 29
Clase: 32, 33, 34 y 35, Ampliación: 37, 38, 40 y 41
PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOSEjercicios clase. Pág. 89
