MECÁNICA DE FLUIDOS
La materia se clasifica, por lo general en uno de los tres estados o
fases: sólidos, líquidos y gaseoso. Los átomos en un sólido vibran en torno a
posiciones de equilibrio fijas y tienen por tanto un volumen y una forma
definida. Los átomos o moléculas en un líquido se mueven con relativa facilidad
y chocan frecuentemente unos con otros. Los líquidos tienen un volumen definido
más no una forma definida, por el contrario, adoptan la forma del recipiente
que los contiene. Los átomos de un sólido y de un líquido están apretados en
forma compacta, lo cual dificulta reducir su volumen, por lo cual son casi incompresibles. En los gases, los átomos o moléculas están separados
produciéndose en ellos choques con menos frecuencia siendo por consiguiente compresibles.
FLUIDOS: Un fluido es un
conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen unidas por fuerzas
de cohesión débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente.
Una de sus carac
terísticas fundamentales es que sus moléculas pueden deslizarse unas sobre otras(líquidos) o desplazarse libremente (gases) adoptando la forma del recipiente que los contiene
DENSIDAD DE MASA (D) A la densidad de masa se le considera como la “ligereza” o “pesantez” de
los materiales, las masas de los átomos y el espacio entre ellos en las
moléculas determina la densidad de los materiales. Por tanto, la densidad es
una medida de compactación de la materia, es decir de cuanta masa esta
concentrada en un espacio dado, esto es, la cantidad de materia por unidad de
volumen.
Densidad = masa/ volumen D = m/v
1. En el S.I: (D) = (m)/ (V) = kg/ m3 2. En el C.G.S: (D) = (m)/ (V) = g/cm3 3. En el s.b.g: (D) = (m)/ (V) = lb/pie3
La densidad de los
líquidos se determina mediante un instrumento llamado areómetro o densímetro.
La densidad del aire se determina con un aerómetro.
Densidades de algunas
sustancias
|
|||||
Materia
|
Densidad
|
Materia
|
|||
(g/cm3)
|
(kg/m3)
|
(g/cm3)
|
(kg/m3
)
|
||
Hidrogeno
|
0,00009
|
0,09
|
Sangre
|
1,05
|
1.050
|
Helio
|
0,00017
|
0,17
|
Glicerina
|
1,26
|
1.260
|
Aire
|
0,00013
|
0,13
|
Tetracloruro de
carbono
|
1,60
|
1.600
|
Oxigeno
|
0,0014
|
0,14
|
Vidrio
|
2,60
|
2.600
|
Dióxido de Carbono
|
0,002
|
2,0
|
Aluminio
|
2,70
|
2.700
|
Corcho
|
0,24
|
240
|
Diamante
|
3,20
|
3.200
|
Madera(pino)
|
0,4
|
400
|
Hierro
|
7,90
|
7.900
|
Gasolina
|
0,7
|
700
|
Cobre
|
8,9
|
8.900
|
Alcohol (Etílico)
|
0,8
|
800
|
Plata
|
10,5
|
10.500
|
Petróleo
|
0,88
|
880
|
Plomo
|
11,4
|
11.400
|
Aceite de oliva
|
0,90
|
900
|
Mercurio
|
13,6
|
13.600
|
Hielo
|
0,92
|
920
|
Oro
|
19,3
|
19.300
|
Cuerpo humano
|
0,98
|
980
|
Platino
|
21,4
|
21.400
|
Agua
|
1,00
|
1.000
|
Osmio
|
22,5
|
22.500
|
CONCEPTO DE PRESIÓN (P)
Por lo general se encuentra que el efecto de una fuerza cualquiera F, depende del tamaño del área en donde
se aplique. Así, por ejemplo, una mujer con zapatos de tacón fino causará daño
(dolor) al pisar a otra persona que si la pisara con zapatos de tacón plano.
Aunque en cada caso se aplica la misma fuerza hacia abajo (peso), con los
tacones finos el peso se distribuye en un área menor. En el hecho anterior hay
que tener en cuenta tanto la fuerza aplicada como la superficie sobre la cual
actúa.
La
presión se define entonces como la fuerza total que actúa perpendicularmente sobre una superficie, dividida
por el área de dicha superficie. Es decir: Presión = Fuerza / área
El concepto de presión carece de significado
cuando una sola fuerza F es
aplicada sobre un punto de la superficie, por consiguiente, existe
solamente cuando sobre una superficie actúa un sistema de fuerzas distintas
distribuidas por todos los puntos de la misma. |
En el s.b.g: P = F/A = lb/in2 (psi) in = pulgadas
En el C.G.S: P = F/A = dina/cm2 = (barias = bar)
Como el pascal es una unidad de presión muy pequeña (aproximadamente
igual a la presión ejercida por un billete de banco sobre una mesa) los
científicos emplean a menudo el kilopascal (kpa).
1 kpa = 1.000 pa
Los aparatos destinados a medir
las presiones que ejercen líquidos
y gases se llaman manómetros y
son ejemplo de ellos: el calibrador de llantas, el altímetro de un avión o un tensiómetro.
Una aplicación de la presión es la prensa hidraulica, lo podemos entender mirando los siguientes videos
En tu cuaderno de física escribe y contesta las siguiente preguntas:
2. ¿Qué son fuerzas de cohesión? y como es la fuerza de cohesión en cada uno de los estados de la materia
3. Deposite o coloque un cubo de
hielo sobre alcohol o gasolina. ¿Flotará? Explique.
4. ¿Por qué el hielo siendo
sólido tiene menor densidad que el agua? explique
6. Las densidades de algunos tipos de madera son: madera de arce (0,75 g/ cm3), madera de balsa (0,14 g/ cm3), madera de ébano (1,33 g/ cm3). ¿Cuál de ellos se hunde o sumerge en el agua? ¿Por qué? ¿Qué conclusión se puede obtener?
7. Un recipiente cilíndrico de vidrio contiene cuatro líquidos de diferentes densidades: tetracloruro de carbono, mercurio, agua y aceite de oliva. ¿En que orden de arriba hacia abajo se encontrarán los líquidos? ¿Por qué?
8. Define presión, escribe su ecuación, en que unidades se mide, ¿Con qué instrumento se mide?,¿Qué es presión atmosférica, ¿Con qué se mide?
10.
Qué significa que una persona al ir a una llantería pida que le
suministren a las llantas de su automóvil 27 libras de aire?
11. La fina capa de hielo que cubrían un lago helado, se hundió cuando
Juan intentaba atravesar caminando, sin
embargo Jorge con el mismo peso consiguió atravesar el lago arrastrándose a
gatas sobre el hielo. ¿Como explicas el hecho?
13. Qué es presión hidrostática, enuncia el principio de Pascal
14. Comenta de que trata los videos haz un resumen de cada uno
14. Comenta de que trata los videos haz un resumen de cada uno
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