Fluidos

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fuerzas en fluidos, pascal, arquimedes y torricelli

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Fluidos

  1. 1. Física y química 4º ESO Carmen Peña IES. Altaír
  2. 2. Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre de fluidez . Los líquidos y los gases son fluidos. Hidrostática: estudia los fluidos en reposo Hidrodinámica: estudia los fluidos en movimiento
  3. 3. CONCEPTO DE PRESIÓN Es una magnitud escalar que mide el efecto que ejerce una fuerza sobre la superficie que actúa Se define como el cociente entre la fuerza aplicada (F) y la superficie sobre la que actúa(S). p = F/S Una misma fuerza puede dar lugar a una presión mayor o menor dependiendo del área sobre la que actúe Cuanto menor es la superficie sobre la que actúa una fuerza, su efecto se concentra y la presión que ejerce es mayor . Si la superficie es mayor la fuerza se reparte y su efecto disminuye, la presión que ejerce es menor
  4. 4. 1 pa = 1N/m 2 otras unidades son: atm, mmHg 1 atm = 101 325 pa = 760 mmHg Otras unidades: 1 lb/plg 2 = 6894.57 Pa 1 atm = 1.013*10 5 Pa 1 bar = 1*10 5 Pa 1 mm de Hg = 1 torr = 133 Pa Una misma fuerza puede dar lugar a una presión mayor o menor dependiendo del área sobre la que actúe.
  5. 5. Fuerzas ejercidas por fluidos Un líquido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que están en contacto con él. Un cuerpo sumergido en un fluido está sometido a una fuerza que actúa en cualquier dirección perpendicular al cuerpo.
  6. 6. PRESIÓN EN EL INTERIOR DE UN LÍQUIDO Densidad: es el cociente entre la masa y el volumen de una sustancia Peso líquido = m líquido · g = d líquido · V líquido · g g= 9,8m/s 2 aceleración de la gravedad Volumen de la columna de agua es base por altura V=S . h P = d líquido · S · h · g La presión ejercida sobre un cuerpo sumergido en un fluido depende de la columna de fluido que hay sobre el cuerpo.
  7. 7. Principio fundamental de la hidrostática: la presión que sufre un objeto en el interior de un fluido (líquido o gas) es directamente proporcional a la densidad del fluido y a la profundidad a la que se sumerja P = d • g • h La presión hidrostática en un punto del líquido depende de la profundidad, a mayor profundidad mayor presión . p A = ρ• g •h A p B = ρ• g • h B La diferencia de presión entre dos puntos de un líquido en equilibrio es igual al producto de la densidad por la gravedad y por la diferencia de altura p A - p B = ρ• g • (h A – h B )
  8. 8. VASOS COMUNICANTES Aunque cada uno de estos tres recipientes contiene distinta cantidad de líquido, el fondo de todos ellos soporta la misma presión porque la profundidad es la misma. p A = p B = p C VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS NO MISCIBLES P A = P B d A • g• h A = d B • g • h B h A /h B = d B /d A Si se conoce la densidad de uno de los líquidos se puede calcular la del otro
  9. 9. PRESIÓN ATMOSFÉRICA El aire que forma la atmósfera es un gas y ejerce presión sobre cualquier cuerpo que se encuentre en él. La presión atmosférica es la presión debida al peso de la atmósfera. Se ejerce sobre todos los cuerpos inmersos en ella y varía con la altura y con las condiciones climáticas. En condiciones normales y al nivel del mar, su valor es de 1 atm
  10. 10. El primero en medir la presión atmosférica fue Evangelista Torricelli en el año 1643 Los aparatos que miden la presión se basan en el experimento de Torricelli y se llaman manómetros y barómetros
  11. 11. La presión atmosférica y la altitud De esta forma si medimos la presión arriba y abajo de un edificio o por ejemplo de una montaña podemos determinar su altura La presión atmosférica máxima es al nivel del mar porque hay más capas de atmósfera encima , a medida que subimos la presión disminuye
  12. 12. PRINCIPIO DE PASCAL La presión aplicada a un líquido encerrado en un recipiente se transmite por igual a todos los puntos del líquido y a las paredes del recipiente que lo contiene. Esto no ocurre en los gases porque al comprimirse ya no transmiten la presión por igual
  13. 13. Aplicaciones del principio de Pascal Se produce un efecto multiplicador de la fuerza proporcional a S 2 /S 1
  14. 14. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado La fuerza que empuja el cuerpo hacia arriba y que contrarresta el peso del cuerpo se denomina fuerza de empuje . El empuje se calcula restando el peso real del objeto (en el aire) del peso del objeto dentro del líquido (peso aparente) Con los datos del dibujo el empuje es: E=10-8=2 N
  15. 15. Lo que demuestra que el empuje (en este caso 0,4 N) coincide con el peso del volumen de agua que sube al sumergirlo (es decir el volumen desalojado)
  16. 16. Se define el peso aparente, P a , de un sólido sumergido en un fluido como el peso(P) menos el empuje (E): Pa = P – E E = peso de líquido desalojado = m líquido •g El empuje se mide en Newton en el S.I. ya que es una fuerza. E = d f • g • V d
  17. 17. FLOTABILIDAD DE LOS CUERPOS Se hunde P> E densidad del sólido mayor que la del líquido Asciende P< E densidad del sólido menor que la del líquido Equilibrio P = E densidad del sólido igual que la del líquido
  18. 18. El empuje no solamente actúa sobre cuerpos sumergidos en líquidos, sino sobre cuerpos sumergidos en cualquier fluido, también en gases como el aire.

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