C.B.T.I.S 243

CATEDRATICO:

ING. MAUGRO JOSEIM GOMEZ ROBLERO

ALUMNO:

JUAN DANIEL VELAZQUEZ PEREZ

ESPECIALIDAD:

OFIMATICA!

SEMESTRE Y GRUPO:

5 A

MATERIA:

FISICA II

TRABAJO:

INVESTIGACION

TEMA:

DENSIDAD, PESO ESPECFICO, EMPUJE, PRESION E

HIDROSTATICA.

FECHA DE ENTREGA:

18 DE SEPTIEMBRE DEL 2015.

MOTOZINTLA DE MENDOZA, CHIAPAS.

INDICE

OBJETIVOS ----------------------------------------------------------------

INTRODUCCION --------------------------------------------------------------- 4

DESARROLLO DEL TEMA:

DENSIDAD -------------------------------------------------------------------- 5,6

PESO ESPECIFICO -------------------------------------------------------- 7,8

EMPUJE ---------------------------------------------------------------------- 9,10

PRESION ------------------------------------------------------------------- 11,12

HIDROSTATICA ---------------------------------------------------------- 13,15

CONCLUSION ----------------------------------------------------------------- 16

REFERENCIAS --------------------------------------------------------------- 17

OBJETIVO:

Conoceremos los conceptos de los temas de (Densidad, Peso especfico, Empuje, Presin e Hidrosttica) ya que esta investigacin ser una retroalimentacin para nuestros conocimientos que nos servir para nuestra carrera que emprenderemos.

4

INTRODUCCION

En esta investigacin de los 5 puntos de lo que es: densidad, peso especfico, empuje,

presin e hidrosttica. Aprenderemos los conceptos bsicos de lo que se refiere cada

punto ya que esto nos presenta cada una frmula de como sustituirlo en algn

problema, y esta investigacin de a continuacin nos ayudara para que desarrollen

nuestro conocimientos, ya que es muy importante que tengamos en mente la

importancia que son estos temas para nuestros das, por lo que les invito a que

podamos leer los temas que se presentaran a continuacin para que lo podamos servir

en un futura y en nuestras vidas diarias ya que estos conceptos son muy

fundamentales para la materia de fsica que debemos de saber muy bien.

5

DENSIDAD

En el mbito de la qumica y de la fsica, la densidad es la magnitud que refleja el

vnculo que existe entre la masa de un cuerpo y su volumen. En el Sistema

Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cbico (conocido

por el smbolo kg/m3).

Un kilogramo de bronce, por ejemplo, ocupar un espacio mucho menor que un

kilogramo de plumas. Esto se explica a partir de la densidad: el bronce es ms denso

(tiene ms masa en menos volumen) que las plumas. Las diferencias de

densidad permiten que existan objetos pesados pero pequeos y objetos livianos pero

muy grandes.

As como la relacin entre masa y volumen de un cuerpo permite obtener la densidad

de un objeto, la demografa apela a una lgica similar para hablar de la densidad de

poblacin. En este caso, la magnitud se calcula a partir de la cantidad de habitantes

que viven en una misma unidad de superficie. Si una ciudad tiene 20.000 personas

que se distribuyen en un territorio de 2 kilmetros cuadrados, su densidad de poblacin

ser de 10.000 habitantes por km2.

La densidad ptica, por su parte, refiere al nivel de absorcin de la luminosidad. En

la fotografa, el concepto de densidad est vinculado al oscurecimiento de una imagen

segn la cantidad de luz a la que ha sido expuesta.

La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el

nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, ms pesado nos

parecer.

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que

ocupa. As, como en el Sistema Internacional, la masa se mide en kilogramos (kg) y el

volumen en metros cbicos (m3) la densidad se medir en kilogramos por metro cbico

(kg/m3). La mayora de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estaran usando siempre nmeros muy grandes. Para

6

evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centmetro cbico

(gr/cm3).

La densidad de un cuerpo est relacionada con su flotabilidad, una sustancia

flotar sobre otra si su densidad es menor.

Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo

posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor,

pero ambas sustancias se hundirn en la gasolina, de densidad ms baja.

La densidad del agua es 1 gr. /cm3, esto quiere decir

que 1 litro de agua equivale igualmente a un 1

kilogramo de agua.

7

PESO ESPECFICO.

El peso es la fuerza que ejerce el planeta para atraer a

los cuerpos. La magnitud de la fuerza en cuestin

tambin se conoce como peso. Peso, por otra parte, se

suele usar como sinnimo de masa, aunque este

concepto nombra especficamente el nivel de materia

del cuerpo (ms all de la fuerza gravitatoria).

Con esto en mente, podemos definir la nocin de peso

especfico, que es el vnculo existente entre el peso de una cierta sustancia y

el volumen correspondiente. Puede expresarse en Newton sobre metro cbico (en

el Sistema Internacional) o en kilopondios sobre metro cbico (en el Sistema

Tcnico).

Es importante destacar que el kilopondio (tambin conocido como kilogramo-fuerza)

es la fuerza que ejerce la gravedad del planeta Tierra sobre una masa de un

kilogramo. Esto quiere decir que el valor del peso especfico expresado en kilopondios

sobre metro cbico resulta equivalente al valor de la densidad (que se expresa en

kilogramos sobre metro cbico).

El peso especfico, por lo tanto, es el peso de una sustancia por unidad de volumen.

La densidad, por otra parte, refiere a la masa de una sustancia por unidad de volumen

y se obtiene a travs de la divisin de una masa conocida del material en cuestin por

su volumen.

Si tomamos el caso del agua congelada, advertiremos que su peso especfico es

de 9170 Newton sobre metro cbico, mientras que su densidad es de 0,917

kilogramos sobre metro cbico.

Si bien la densidad y el peso especfico son conceptos diferentes, tienen una estrecha

relacin entre s. Por ejemplo, si tomamos la frmula del peso de un cuerpo (P = m.

g, masa por aceleracin de la gravedad) y la usamos para sustituir la variable p en la

frmula de peso especfico (Pe = p / V, peso sobre volumen), obtenemos lo

siguiente: Pe = m.g / V. Esto tambin puede expresarse como Pe = m/V. g y, dado

8

que la densidad es la masa sobre el volumen, puede concluirse que el peso especfico

es igual a la densidad multiplicada por la aceleracin de la gravedad: Pe = d. G.

Conocer el peso especfico de un cuerpo puede ser muy importante a nivel industrial

para determinar cules son las mejores condiciones para su procesamiento, por

ejemplo. Todo depender de las caractersticas del producto que se planea obtener.

Gracias a la determinacin del peso especfico, y tambin en algunos casos de la

densidad, se puede obtener la mejor calidad fsica y fisiolgica de ciertos productos,

tales como el arroz, el vino (a travs del anlisis del mosto, ya que a mayor peso

especfico, mayor contenido de azcar), las gemas y el cemento.

Peso especfico relativo

Se denomina peso especfico relativo de una sustancia dada es su peso unitario

dividido por el peso unitario del agua cuando se destila a una temperatura de 4 C.

Este valor se usa para la prediccin del peso unitario de un suelo, para realizar el

anlisis de hidrmetro y para el clculo de la relacin de vacos de un suelo. Para los

granos es el valor considerado promedio y por lo general sirve para llevar a cabo la

clasificacin de sus minerales. Cabe mencionar que este concepto tambin se

denomina gravedad especfica.

Cuando se desea determinar el peso especfico relativo de un suelo se establecen

dos procedimientos: uno para aqullos que consisten de partculas ms pequeas de

5 milmetros; otro para los restantes. Por medio de un tamiz nmero 4 es posible

realizar dicha clasificacin, para aplicar el mtodo que corresponda a cada muestra,

luego de lo cual se deber obtener el promedio ponderado de ambas.

9

EMPUJE

Cuando intentamos hundir una pelota de plstico en un lquido, verificamos que

cuando ms la pelota se hunde, mayor es la fuerza de resistencia, esto es, mayor la

dificultad ofrecida por el lquido.

Si llevamos la pelota hasta el fondo y la soltamos, veremos que la pelota sube

rpidamente. Esto sucede porque el lquido ejerce sobre la pelota una fuerza de

direccin vertical desde abajo hacia arriba que se llama empuje (E). El empuje

representa la fuerza resultante del lquido sobre la pelota.

Teorema de Arqumedes

Esta ley dice que todo cuerpo inmerso de forma total o parcialmente en un lquido

recibe una fuerza vertical desde abajo hacia arriba, que es igual al peso de la porcin

de lquido desplazado por el cuerpo sumergido.

E Empuje

P. Liq.Desp. Peso Lquido Desplazado

M. Liq. Desp. Masa de Lquido Desplazado

V. Liq. Despl. Volumen de Lquido Desplazado

g Aceleracin de la Gravedad

D. Liq. Despl. Densidad del Lquido Desplazado

Peso Aparente (Pap)

10

El peso (P) de un cuerpo, cuando est total o parcialmente inmerso en un fluido,

disminuye y en este caso es llamado de peso aparente.

Pap = P E

Equilibrio de Cuerpos Inmersos y Fluctuantes

Vamos a considerar un cuerpo sumergido en un lquido. Sabemos que apenas dos

fuerzas actan sobre el: su peso P y el empuje E.

Se distinguen 3 casos:

1 caso: El peso es mayor que el empuje (P > E)

En este caso, el cuerpo descender con aceleracin constante (condiciones ideales).

Se verifican las expresiones de P y E, se concluye que esto suceder si la densidad

del cuerpo fuese mayor que la densidad del lquido, esto significa dC > dL.

2 Caso: El peso es menor que el empuje (P < E)

En este caso, el cuerpo subir con aceleracin constante hasta quedar fluctuando en

la superficie del lquido. Esto suceder cuando la densidad del cuerpo fuese menor

que la densidad del lquido, esto significa que dC < dL

Cuando el cuerpo, en su trayectoria de subida, aflorar en la superficie del lquido, el

empuje comenzar a disminuir, pues disminuir la parte sumergida y por tanto, el

volumen del lquido desplazado.

El cuerpo subir hasta que el empuje quede igual al peso del cuerpo que es constante.

En esa condicin (P = E) el cuerpo quedar en equilibrio, fluctuando en el lquido.

3 Caso: El peso es igual al empuje (P = E)

En este caso, el cuerpo quedar en equilibrio cualquier fuese el punto en que fuese

colocado. Esto suceder cuando la densidad del cuerpo fuese igual a la densidad del

lquido, esto significa: DC

11

PRESIN

Significa la accin de apretar o comprimir. Por ejemplo presionamos una herida para

detener la hemorragia, significa que la apretamos. La presin en Fsica es

una magnitud que mide la fuerza que se aplica en

una superficie. Es la fuerza que se ejerce en forma

perpendicular por unidad de rea.

La presin de un punto se obtiene del cociente entre la

fuerza normal aplicada sobre la superficie que contiene

ese punto y el valor de la superficie, siendo sta muy

pequea, con tendencia a ser nula.

La presin media se obtiene de dividir la fuerza total por el rea de aquella. La unidad

es el Pascal (Pa).

La presin relativa es cuando la consideramos suponiendo que sobre la superficie no

se ejerce ninguna presin atmosfrica, que es la fuerza de atraccin que ejerce

la atmsfera sobre los cuerpos que contiene. Esta presin se debe al peso de la

atmsfera, que normalmente es de 101.000 pascales.

Los manmetros son los aparatos que miden presiones. Los barmetros son los que

miden la presin atmosfrica.

Ejemplos de Presin:

La presin en el agua: Es aquella que se calcula segn el movimiento que tienen las

molculas de sta en un cuerpo ajeno, por ejemplo, cuando nos sumergimos en una

alberca profunda nuestros odos se tapan y comenzamos a sentir la presin que el

agua ejerce sobre nosotros.

La presin de gas: Al igual que en el caso del agua, la presin del gas se mide por las

partculas que colisionan en los recipientes donde se guardan. Cuando este recipiente

12

se encuentra lleno con el gas, al abrirlo podemos percibir que un poco de ste se

escapa, por la presin que lleva ejerciendo en el recipiente mientras estaba cerrado.

Otro ejemplo de presin es aquella que ejercen las papillas para beb que se

encuentran cerradas al vaco, es decir, sin nada de oxgeno, pues al ser abiertas, lo

primero que sucede es que el aire entra en el recipiente haciendo que la tapa haga un

pequeo chipote.

13

HIDROSTTICA

El trmino hidrosttica se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Un fluido es una

sustancia que puede escurrir fcilmente y que puede cambiar de forma debido a la

accin de pequeas fuerzas. Por tanto, el trmino fluido incluye lquidos y los gases.

Los fluidos que existen en la naturaleza siempre presentan una especie de friccin

interna o viscosidad que complica un poco el estudio de su movimiento. Sustancia

como el agua y el aire presenta muy poco viscosidad (escurren fcilmente), mientras

que la miel y la glicerina tienen una viscosidad elevada.

En este tema no abra necesidad de considerar la viscosidad ya que solo veremos los

fluidos en reposo, la viscosidad se manifiesta nicamente cuando se mueven o fluyen

estas sustancias.

Para el estudio de la hidrosttica es indispensable el conocimiento de dos cantidades:

La presin y la densidad. As pues iniciaremos el tema con el anlisis de ambos

conceptos. La presin (P) de una fuerza sobre un rea(A) est dada por: P=F/A

CONCEPTOS PREVIOS

a) Densidad: es aquella magnitud escalar que nos indica la cantidad de masa que tiene

un cuerpo por cada unidad de volumen. Cada sustancia (slida, liquida o gaseosa)

tiene su propia densidad.

Densidad= Masa/Volumen

b) Peso especfico: se denomina as a la magnitud fsica escalar que nos informa el

peso que posee una sustancia.

Peso especfico = peso/ volumen [1]

14

c) Fluido: Para clasificar a los materiales que se encuentran en la naturaleza se pueden

utilizar diversos criterios. Desde el punto de vista de la ingeniera, uno de los ms

interesantes lo constituye aquel que considera el comportamiento de los elementos

frente a situaciones especiales. De acuerdo a ello se definen los estados bsicos de

slido, plstico, fluidos y plasma. De aqu la de definicin que nos interesa es la de

fluidos, la cual se clasifica en lquidos y gases.

La clasificacin de fluidos mencionada depende fundamentalmente del estado y no del

material en s. De esta forma lo que define al fluido es su comportamiento y no su

composicin. Entre las propiedades que diferencian el estado de la materia, la que

permite una mejor clasificaron sobre el punto de vista mecnico es la que dice la

relacin con la forma en que reacciona el material cuando se le aplica una fuerza.

Los fluidos reaccionan de una manera caracterstica a las fuerzas. Si se compara lo

que ocurre a un slido y a un fluido cuando son sometidos a un esfuerzo de corte o

tangencial se tienen reacciones caractersticas que se pueden verificar

experimentalmente y que permiten diferenciarlos.

Con base al comportamiento que desarrollan los fluidos se definen de la siguiente

manera: "Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, o sea se escurre,

cuando est sometido a un esfuerzo de corte o tangencial". De esta definicin se

desprende que un fluido en reposo no soporta ningn esfuerzo de corte. [2]

d) Presin: En fsica, la presin (smbolo p) es una magnitud fsica escalar que mide la

fuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar

como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

En el Sistema Internacional la presin se mide en una unidad derivada que se

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

uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Ingls la presin se mide en una

unidad derivada que se denomina libra por pulgada cuadrada (pound per square inch)

psi que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada

cuadrada.

15

La presin atmosfrica media es de 101 325 pascales (101,3 kPa), a nivel del mar. 1

Atm = 1,01325 bar = 101325 Pa = 1 kg/cm y 1 m.c.a = 9.81 kPa [3]

Ejemplos de Hidrosttica:

Cuando apretamos una chinche, la fuerza que el pulgar hace sobre la cabeza es igual

a la que la punta de la chinche ejerce sobre la pared. La gran superficie de la cabeza

alivia la presin sobre el pulgar; la punta afilada permite que la presin sobre la pared

alcance para perforarla.

Cuando caminamos sobre un terreno blando debemos usar zapatos que cubran una

mayor superficie de apoyo de tal manera que la presin sobre el piso sea la ms

pequea posible. Sera casi imposible para una mujer, inclusive las ms liviana,

camina con tacos altos sobre la arena, porque se hundira inexorablemente.

El peso de las estructuras como las casas y edificios se asienta sobre el terreno a

travs de zapatas de hormign o cimientos para conseguir repartir todo el peso en la

mayor cantidad de rea para que de este modo la tierra pueda soportarlo.

CONCLUSION

Gracias a esta investigacin aprend los conceptos de los siguientes puntos ya que debido a esto nos ayuda para poder resolver algunos ejercicios adquiriendo las formula de cada concepto. Esto os servir en nuestra carrera que llevemos. Porque con estos

16

5 temas de las Densidad, Peso especfico, Presin, Empuje e Hidrosttica me ayuda a poder definir muy bien en que consiste cada uno de ellos ya que tambin se puede sustituir atreves de las formulas atreves de un smbolo para poder realizar una operacin con respecto al tema. Esta informacin es muy til para cada uno de nosotros, les invito a que puedas ver y leer estos temas que son muy fundamentales en nuestras vida y ms en la materia de fsica que ah es basado estos temas, y que nos pueda servir el da de maana para una buena presentacin y un buen trabajo al respecto a este tema.

REFERENCIAS

http://www.ejemplode.com/

https://www.google.com.mx/#q=CONCEPTO+DE+DENSIDAD

17

https://www.google.com.mx/#q=concepto%20de%20peso%20especifico

https://www.google.com.mx/#q=concepto+de+presion

https://www.google.com.mx/#q=concepto+de+EMPUJe

https://www.google.com.mx/#q=concepto+de+hidrostatica