Para no hundirte en la nieve es conveniente usar mayores superficies que la de los zapatos...
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Para no hundirte en la nieve es conveniente usar mayores superficies que la de los zapatos deportivos. ¡Tampoco es recomendable usar tacones! ¿Porqué faltaría yo a clase el día que explicaron lo de la Presión? La Presión
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Para no hundirte en la nieve es conveniente
usar mayores superficies que
la de los zapatos deportivos.
¡Tampoco es recomendable usar tacones!
¿Porqué faltaría yo a clase el día que explicaron lo
de la Presión?
La Presión
PesoPeso
La Presión : concepto
La misma fuerza, el Peso del niño, ejerce una deformación mayor en la nieve si la superficie de
apoyo es menor.
La misma fuerza, el Peso del niño, ejerce una deformación mayor en la nieve si la superficie de
apoyo es menor.
A igual superficie de apoyo, una fuerza mayor, el Peso del elefante, ejerce una deformación mayor en la nieve.A igual superficie de apoyo, una fuerza mayor, el Peso del elefante, ejerce una deformación mayor en la nieve.
La Presión : concepto
• El cuchillo cortará mejor cuanto más afilado esté, porque la fuerza ejercida se concentra en un área menor
• El esquiador no se hunde en la nieve porque la fuerza ejercida se reparte sobre un área mayor
S
FP
• La presión ejercida por una fuerza F sobre una superficie S es igual al cociente entre la intensidad de la fuerza y la superficie:
• Su unidad en el S.I. es el pascal (Pa) 1 Pa = 1 N/m2
Sus múltiplos son: 1 bar = 100 000 Pa 1 mb = 1000 Pa
Si tuvieses que atravesar un lago con su superficie helada y alguien te sugiriese que lo hicieses arrastrándote (reptando) y con los brazos y piernas lo más separados posible, ¿tendría sentido lo que te dijo?. Explica tu respuesta.
Determina la presión que ejerce sobre la mesa un cubo de hierro dFe = 7900 kg/m3 de 10 m de arista.
La Presión en los líquidos
A diferencia
de los sólidos,
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
¿Como es la presión en el interior de un líquido (agua)?
Supongamos que te sumerges en el agua del mar, la presión que actúa sobre ti dependerá del peso de la columna de agua que tengas encima, sobre la superficie de tu cuerpo. Si te sumerges hasta 1 tendrás menos presión que en 2 y a su vez que en 3.
La presión hidrostática
La presión ejercida sobre un cuerpo sumergido en un fluido depende de la columna de fluido que
hay sobre el cuerpo.
h
S
Se ejerce una presión debida al peso de la columna de líquido que hay sobre el prisma.
Pesolíquido = mlíquido · g = dlíquido · Vlíquido · g
P = dlíquido· S · h · g
dlíquido· S · h · g dlíquido· h · g
S p
F
S = = =
Factores de los que depende la Presión Hidrostática
La presión ejercida sobre el fondo, NO depende de la forma del recipiente que contiene al líquido.
Depende de la densidad del líquido de la altura que alcanza el líquido y de la gravedad.
La presión ejercida sobre el fondo, NO depende de la forma del recipiente que contiene al líquido.
Depende de la densidad del líquido de la altura que alcanza el líquido y de la gravedad.
CONCLUSIÓN
ghdP fluidofluido
S
h
• Calcula la presión hidrostática que soporta un submarinista a 30 m de profundidad en el mar.
d= 1030 kg/m3
Sol . P= 302.820 Pa
En el año de 1653, el físico francés Blaise Pascal realizó un experimento que consistió en ejercer una presión
en un tonel o barril lleno de agua, con el peso de una columna del mismo
líquido contenida en un tubo delgado y muy alto (aproximadamente 10 m.); la presión ejercida por dicha columna fue de tal magnitud que el barril se
rompió.
Principio fundamental de la estática de fluidos
Un líquido escapa por un orificio de la pared del recipiente en sentido perpendicular a la misma
• La experiencia muestra que un líquido ejerce presión sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene
1.- ¿Cuál de los siguientes esquemas cumple el principio fundamental de la estática de fluidos?
2.- La presión en un líquido a una determinada profundidad depende de la aceleración de la gravedad g, de la profundidad h y es:
- Directamente proporcional a la densidad del líquido.
- Inversamente proporcional a la densidad del líquido.
- Independiente de la densidad del líquido.
vasos comunicantes
• Se observa que cuando el líquido está en reposo alcanza el mismo nivel en todos los recipientes, sin influir la forma y volumen de éstos
• La presión hidrostática a una profundidad dada es siempre la misma, sin influir su geometría ni el tipo de líquido
¿Por qué en las ciudades los depósitos de agua se sitúan en lugares elevados?
• En las ciudades se instalan los depósitos de agua potable en los lugares más elevados, para que las tuberías, funcionando como vasos comunicantes, distribuyan el agua a las plantas más altas de los edificios con suficiente presión.
Principio fundamental de la hidrostática
A
B
h1
h2
S
La diferencia de presión entre A y B es:p2 - p1 = dlíquido · g · (h2 - h1)
• Calcula la diferencia de presión entre dos puntos situados a 4m y 10 m de profundidad
Sol. p2-p1= 60.564 Pa
VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS INMISCIBLES
Agua
Aceite
hBhA
A B
pA = pB → daceite·g · hA = dagua·g ·hB → daceite ·hA = dagua · hB
Presión aplicada un líquido. El principio de Pascal
La presión ejercida en un punto de un líquido, se transmite por él en todas las direcciones con la misma intensidad
"Un cambio de presión aplicado a un líquido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el líquido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen".
La botella de Pascal
La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite íntegramente a todos los puntos del mismo.
Botella de Pascal
Tapones de goma
Bajamos el émbolo Bajamos el émbolo
AGUA – FLUIDO INCOMPRESIBLE AIRE – FLUIDO COMPRESIBLE
Prensa hidráulica
• Una aplicación directa de este principio la tenemos en el sistema formado por dos émbolos de diferente diámetro, conectados entre sí y en cuyo interior hay un líquido (prensa hidráulica).
La prensa hidráulica
F1
→
F2
→
S1
S2p1 = p2
F1
S1 p1 =
F2
S2 p2 =
F2
S2
F1
S1 =
• Si la superficie del émbolo grande es doble que la del émbolo pequeño, la fuerza ejercida por la prensa es doble que la que tú has hecho; si la relación es triple, la fuerza es triple, etc.
El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.
Principio de Pascal : Máquinas Hidráulicas
80N
0,5 m2
P= 80/0,5 = 160 Pa
P = 160 Pa
130 m2
160 = F/130
¡He conseguido
aumentar 260 veces la fuerza
aplicada !
P = 160 Pa
F=20800 N
A
F
A
F
2
2
1
1
LA PRENSA HIDRAÚLICA
•Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.
•La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza!
• Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del pequeño, entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será el cuádruple de la fuerza ejercida en el pequeño.
ELEVADOR HIDRÁULICO
La presión atmosférica
Un recipiente con aire pesa más que otro igual en el que se ha hecho el vacío
• Para comprobar que el aire pesa, se puede comparar el peso de un recipiente lleno de aire con su peso cuando se ha hecho el vacío en su interior
La experiencia de Torricelli: la presión del aire no deja caer la columna de mercurio
Presión atmosférica
76 cm
La Presión atmosférica
Se denomina presión atmosférica la fuerza por unidad de superficie ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos situados en
su interior
Torricelli mostró que la presión atmosférica
equilibra una columna de 76 cm de Hg de 1 cm2 de
sección
De ahí que se diga que: 1 atm = 760 mm Hg
La Presión atmosférica
Pero, la presión ¿no se medía en
Pascales …? . Debe haber una
equivalencia ….
Pero, la presión ¿no se medía en
Pascales …? . Debe haber una
equivalencia ….
1 atm = 760 mm Hg = 1,013 . 105
Pa
1 atm = 760 mm Hg = 1,013 . 105
Pa
La experiencia de Torricelli: la presión del aire no deja caer la columna de mercurio, a nivel del mar.
Presión atmosférica
76 cm
ghdP fluidofluido
La presión atmosférica es la presión hidrostática de una columna de mercurio de 760 mm.
1 atm = 760 mm Hg = 1,013 . 105
Pa
1 atm = 760 mm Hg = 1,013 . 105
Pa
- Si el experimento de Torricelli se hiciera con agua en lugar de mercurio ¿Qué altura tendría la columna de agua?¿y si se hiciera con vino (d= 900 kg/m3 ?
- ¿Por qué un globo hinchado explota al ascender en la atmósfera?
• ¿Se pude expresar la presión en unidades de longitud?
• En un lugar de la Tierra la columna de mercurio marca una altura de 70 cm
¿Cuál es el valor de la presión atmosférica en unidades del SI?
ghdP fluidofluido
Barómetros
miden la presión atmosférica
Manómetros
miden la presión del gas encerrado en un recipiente
Barómetros
Barómetro metálico
Interior de un barómetro metálico
Barómetro de mercurio
• Son aparatos que miden la presión atmosférica
• Los más utilizados son los barómetros metálicos que constan de una caja metálica en cuyo interior se ha hecho el vacío
• La presión atmosférica deforma la caja, midiendo la deformación con una aguja acoplada a la caja y una escala graduada
• Los barómetros de mercurio o de Torricelli, constan de un tubo de vidrio lleno de mercurio sobre una cubeta con el mismo líquido
• La altura alcanzada indica el valor de la presión atmosférica
Manómetro de líquido
Gas
Presión atmosférica
h
Manómetro de líquido
• Los manómetros de líquido constan de un tubo en U con un líquido con una de sus ramas conectadas al recipiente. La presión del gas equilibra la presión en la otra rama
pgas = plíquido + patm pgas = d. g. h + patm
Manómetros
• Los manómetros son aparatos que miden la presión del gas encerrado en un recipiente
• Los manómetros de líquido constan de un tubo en U con un líquido con una de sus ramas conectadas al recipiente. La presión del gas equilibra la presión en la otra rama
pgas = plíquido + patm pgas = d. g. h + patm
• Los manómetros metálicos aprovechan la elasticidad de los metales y constan de un tubo metálico en espiral que puede conectarse con el recipiente que contiene el gas, deformando el tubo cuando el gas penetra en él é indicándola en una escala graduada
Manómetro metálico
Gas
Manómetro de líquido cerrado o de aire comprimido
Gas
Manómetro de líquido
Gas
Presión atmosférica
h
• Si la presión desciende el tiempo se vuelve nuboso y frecuentemente llueve.
• Si la presión es alta el tiempo es despejado y soleado
• Altas presiones anticiclones
• Bajas presiones borrascas
• Isobaras curvas que unen los puntos de igual presión
Presión increíble
Necesitas:
Un vaso Agua
Un cuadrado de cartulina
Montaje:
Llena un vaso de agua hasta el borde. Coloque una cartulina en la superficie sin que queden burbujas de aire. Ahora gire el vaso sobre el lavabo, sosteniendo firmemente la cartulina. Retira tu mano de la
cartulina y observa.
¿Qué está pasando?
Lo que mantiene la cartulina en su lugar es la presión del aire que empuja hacia arriba. La presión del aire es mayor que el peso del agua hacia abajo sobre la cartulina. Mientras que la
cartulina no se humedezca y no hayan muchas burbujas de aire en el vaso, se mantendrá en su lugar.
El peso de la atmósfera Necesitas:
•Una lata de refresco vacía (aluminio) •Una fuente de calor (lámpara de alcohol, la cocina de su casa) •Un plato con agua •Unas pinzas o un par de guantes aislantes de cocina. • Cuidado
Montaje:
Pon un poco de agua en la lata, no más de 1/4 de la lata. Llevála al fuego y deja que hierva por unos 30 segundos. Con ayuda de los guantes y mucho cuidado, retira del calor la lata e inmediatamente póngala boca abajo en el agua del plato. Observa lo que sucede.
¿Qué está pasando?
Al calentar la lata se crea un vacío y al ponerla boca abajo en el agua, se impide la entrada del aire. Entonces la presión interna en la lata disminuye. La diferencia creada entre la presión atmosférica externa y la presión interna, la hará comprimirse.
