ESTTICA DE FLUIDOSPresentacin Power Point de:Ms. Mario Chvez B. , Profesor de Fsica.-Universidad Nacional de Trujillo.- Universidad Privada Antenor Orrego 2012

Objetivos: Al finalizar la leccin, deber:Definir y aplicar los conceptos de densidad, peso especfico y presin. Definir y aplicar los conceptos de presiones hidrosttica, atmosfrica, absoluta y manomtrica.Establecer y aplicar el principio de Pascal.Establecer y aplicar el principio de Arqumedes.

Densidad177 cm345.2 kgPlomo: 11,300 kg/m3Madera: 500 kg/m3

Densidad relativaLa densidad relativa rr de un material es la razn de su densidad a la densidad del agua (1000 kg/m3).Acero (=7800 kg/m3)rr = 7,80Latn (= 8700 kg/m3)rr = 8,70Madera (= 500 kg/m3)rr = 0,50Ejemplos:

Peso especficoEl peso especfico, de un material es la razn de su peso a su volumen.Ejemplos:

PresinLa presin es la razn de una fuerza normal FN al rea A sobre la que se aplica:P = 73,500 N/m2

La unidad de presin (pascal):Una presin de un pascal (1 Pa) se define como una fuerza de un newton (1 N) aplicada a una rea de un metro cuadrado (1 m2).En el ejemplo anterior la presin fue de 73,500 N/m2. Esto se debe expresar como: P = 73,500 Pa

Presin de fluidoEl fluido ejerce fuerzas en muchas direcciones. Intente sumergir una pelota de viniball en agua para ver que una fuerza ascendente acta sobre ella.

Presin hidrostticaPresin = fuerza/rea

Independencia de forma y reaEl agua busca su propio nivel, lo que indica que la presin del fluido es independiente del rea y de la forma de su contenedor.A cualquier profundidad h bajo la superficie del agua en cualquier columna, la presin P es la misma.

Propiedades de la presin de fluidoLas fuerzas ejercidas por un fluido sobre las paredes de su contenedor siempre son perpendiculares.La presin del fluido es directamente proporcional a la profundidad del fluido y a su densidad.A cualquier profundidad particular, la presin del fluido es la misma en todas direcciones.La presin del fluido es independiente de la forma o rea de su contenedor.

Ejemplo . Un buzo se ubica 20 m bajo la superficie de un lago (r = 1000 kg/m3). Cul es la presin debida al agua?P = rgh La presin hidrosttica del lago al buzo es:h = 20 m; g = 9,8 m/s2P = 196 kPa

Presin atmosfricaUna forma de medir la presin atmosfrica es llenar un tubo de ensayo con mercurio, luego invertirlo en un recipiente con mercurio.Densidad de Hg = 13,600 kg/m3Patm = rghh = 0.760 mPatm = (13,600 kg/m3)(9.8 m/s2)(0.760 m)Patm = 101,300 Pa

Presin absoluta y presin manomtricaPresin absoluta: La suma de todas las contribuciones de presin , medidas desde cero (presin de vaco).Presin manomtrica: La diferencia entre la presin absoluta y la presin atmosfrica.

Ejemplo: Un buzo se encuentra en un lago a una profundidad de 20 m:

La presin que ejerce el agua sobre el buzo es:Phidro = g h = 196 kPaLa presin absoluta: Pabs = Phidro + Patmosf Pabs = 196 kPa+ 101,3 kPa = 297,3 kPaLa presin manomtrica: Pman = Phidro = 196 kPa

Principio de PascalPresin entrada (in) = Presin salida (out)

Ejemplo . Los pistones pequeo y grande de una prensa hidrulica tienen dimetros de 4 cm y 12 cm. Qu fuerza de entrada se requiere para levantar un peso de 4000 N con el pistn de salida (out)?F = 444 NRin= 2 cm; R = 6 cm

Principio de ArqumedesLa fuerza de flotacin se debe al fluido desplazado. El material del bloque no importa.

Clculo del Empuje o fuerza de flotacinLa fuerza de flotacin E se debe a la diferencia de presin DP entre las superficies superior e inferior del bloque sumergido.Vf es el volumen del fluido desplazado.

Ejemplo : Un bloque de latn de 2 kg se une a una cuerda y se sumerge en agua. Encuentre la fuerza de flotacin y la tensin en la cuerda.Todas las fuerzas estn equilibradas:E + T = mgE = a gVaVb = Va = 2,30 x 10-4 m3E = (1000 kg/m3)(9,8 m/s2)(2,3 x 10-4 m3)E = 2,25 N

Objetos que flotan:Cuando un objeto flota, parcialmente sumergido, la fuerza de empuje equilibra exactamente el peso del objeto.E = mgm g = r Vcuerpo gE = rf gVsumergido

Ejemplo : Un estudiante flota en un lago salado con un tercio de su cuerpo sobre la superficie. Si la densidad de su cuerpo es 970 kg/m3, cul es la densidad del agua del lago?Suponga que el volumen del estudiante es 3 m3.Vs = 3 m3; Vwd = 2 m3; rs = 970 kg/m3rw Vwd = rsVsrw = 1460 kg/m3

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