TAREAS DEL 2DO. RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE

FISICA II

CONTENIDO DEL 2DO. RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

TITULO: PROPIEDADES MECANICAS DE LA MATERIA.

1. ELASTICIDAD.

SUBTEMA I: PROPIEDADES ELASTICAS DE LA MATERIA.SUBTEMA II: MODULO DE YOUNG.

TEMA II: HIDROSTATICA.

SUBTEMA I: CARACTERISTICAS DE LOS LIQUIDOS.SUBTEMA II: DENSIDAD & PESO ESPECIFICO.

SUBTEMA III: PRESION.SUBTEMA IV: PRINCIPIO DE PASCAL.

SUBTEMA V: PRINCIPIO DE ARQUIMIDES.

TEMA III: HIDRODINAMICA:

SUBTEMA I: GASTOS, FLUJO & ECUACION DE CONTINUIDAD.

SUBTEMA II: TEOREMA DE BERNOULLI.SUBTEMA III: APLICACIONES DEL TEOREMA DE

BERNOULLI.

BIOGRAFIA DEL 2DO. RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

TITULO: FISICA II.

AUTOR: EVELIA AGUILAR VIVAS Y ARTURO PLATA VALENZUELA.

EDITORIAL: DGETI.

TITULO: FISICA APLICADA.

AUTOR: HECTOR MONTIEL.

EDITORIAL: PATRIA.

TITULO: FISICA GENERAL.

AUTOR: YANDER Y MERWE DE LA SERIE SHAUM

EDITORIAL: PATRIA

FORMA DE EVALUAR EL 2DO. RECONOCIEMIENTO DE LA ASIGNATURA FISICA II

ASISTENCIA 10%

TAREAS 20%

PORTAFOLIO EVIDENCIAS 10%

EXAMEN 60%

TOTAL 100%

TAREA No 1 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

26/09/2013

FECHA DE ENTREGA:

03/10/2013

TITULO:

PROPIEDADES MECANICAS DE LAS MATERIAS

DESARROLLO DE LA TAREA No 1

TITULO: PROPIEDADES MECANICAS DE LA MATERIA

Propiedades mecánicas: Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a  altas temperaturas

1. Resistenciacapacidad de soportar una carga externa si el material2. Durezapropiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga3. Plasticidadcapacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse4. Elasticidadcapacidad de un material de volver a sus dimensiones normales después de haber cesado la carga5. Tenacidadla resistencia a la rotura por esfuerzos de impactos que deforman el metal.6. fragilidadpropiedad que expresa la falta de plasticidad y por tanto de tenacidad los materiales frágiles se rompen en el límite elástico7. Resistenciaes la resistencia de un metal a su rotura por choque y se determina por medio del ensayo de charpy8. Fluenciapropiedades de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas9. Fatigaesta propiedad se utiliza para medir materiales que van a estar sometidos a acción de cargas periódicas.

10. maleabilidades la característica de los metales que permite la obtención de láminas muy delgadas.

RESISTENCIA

Resistencia es la cualidad que nos permite aplazar o soportar

la fatiga, permitiendo prolongar un trabajo orgánico sin

disminución importante del rendimiento.

 

La resistencia es la capacidad de realizar esfuerzos de muy

larga duración, así como esfuerzos de intensidades diversas

en períodos de tiempo no muy prolongados ya que resistencia

necesita tanto un corredor de maratón, como un corredor de

1.500, 800 o 400 m., o un saltador de longitud.

 

 Clases de resistencia:

 

- Resistencia general y orgánica: hablamos de este tipo de resistencia cuando en la actividad

corporal está implicado un alto porcentaje de la musculatura corporal. Carrera, natación,...

 

- Resistencia local: hablamos de resistencia local

cuando en la actividad corporal participa una

pequeña parte de la musculatura.  Ej.: un sujeto que

trabaja en una cadena industrial y que le

corresponde apretar tornillos manualmente.

 

Desde el punto de vista del proceso metabólico y las

fuentes de energía utilizadas, cada uno de los dos

tipos de resistencia pueden ser a su vez aeróbica o

anaeróbica, y tratándose de ésta última, láctica o

aláctica.

 

DEFINICIÓN DE DUREZA

Se denomina dureza a la resistencia a ser rayado que ofrece la superficie lisa de un mineral, y refleja, de alguna manera, su resistencia a la abrasión. Mediante el estudio de la dureza de un mineral se evalúa, en parte, la estructura atómica del mismo pues es la expresión de su enlace más débil.

La dureza es una forma de evaluación de la reacción de una estructura cristalina a una tensión sin rotura. En los cristales con enlaces metálicos, que pueden fluir plásticamente, el rayado da lugar a una ranura o surco. Por el contrario, en materiales frágiles el rayado es la manifestación de una microfractura.

PLATICIDAD.

La plasticidad es una cualidad propia de los materiales plásticos. Existen, de todas formas, diversos usos del concepto.Puede decirse que la plasticidad es una propiedad mecánica de algunas sustancias, capaces de sufrir una deformación irreversible y permanente cuando son sometidas a una tensión que supera su rango o límite elástico. Cuando se trata de metales, es posible explicar la plasticidad de acuerdo a los movimientos de las dislocaciones que resultan imposibles de revertir. Hay que diferenciar, en este sentido, entra la plasticidad y lo que se conoce como comportamiento elástico, que sí puede revertirse a nivel termodinámico.

ELASTICIDAD.

La elasticidad es la propiedad de un objeto o material que causa que sea restaurado a su forma original, después de la distorsión. Se dice que es más elástica, si se restablece por sí mismo a su configuración original, de forma más precisa. Una tira de goma es fácil de estirar, y se ajusta de nuevo hasta cerca de su longitud original cuando se libera, pero no es tan elástica como un trozo de cuerda de piano. La cuerda de piano es más difícil de estirar, pero se dice que es más elástica que la tira de goma, porque retorna a su longitud original de manera mas precisa. Una cuerda de piano real puede ser golpeada cientos de veces, sin que se estire suficientemente para llevarla fuera de tono de forma notable. Un muelle es un ejemplo de objeto elástico -cuando se estiran, ejerce una fuerza de restauración que tiende a traerlo de vuelta a su longitud original-. En general, esta fuerza restauradora es proporcional a la cantidad de estiramiento, como se describe por medio de la Ley de Hooke. Para cables o volúmenes, la elasticidad se describe generalmente, en términos de cantidad de deformación (tensión) resultante de un estiramiento determinado (módulo de Young). Las propiedades elásticas de los volúmenes de materiales describe la respuesta de los materiales a los cambios de

presión.

TENACIDAD

En ciencia de materiales, la tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de

alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones. En mineralogía la tenacidad es la

resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o

suprimido.

MEDIDA DE TENACIDAD

Si se somete una probeta de sección constante a un ensayo de tracción cuasiestático la

tenacidad puede medirse como:

Dónde:

 es la tensión máxima del material

 es la deformación máxima del material

 es la deformación de rotura del material

Por definición la tenacidad es siempre mayor que la resiliencia:

Dado que 

FRAGILIDAD

La fragilidad se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de comunicarse

con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se

define más propiamente como la capacidad de un

material de fracturarse con escasa deformación. Por el

contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen

tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de

tipo deformaciones plásticas, tras superar el nivel

mágico para ganar el nivel del gran juego

ajan perfectamente.

La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente amo a catalina Jiménez

diferencia de la rotura dúctil, ya que la energía absorbida por unidad de volumen viene dada por:

Si un material se rompe prácticamente sin deformación las componentes del tensor

deformación   resultan pequeñas y la suma anterior resulta en una cantidad relativamente

pequeña.

La fragilidad de un material además se relaciona

con la velocidad de

propagación o crecimiento de grietas a

través de su seno. Esto significa un alto riesgo de

fractura súbita de los materiales con estas

características una vez sometidos a

esfuerzos.1 Por el contrario los materiales

tenaces son aquellos que son capaces de frenar

el avance de grietas.

Ejemplos típicos de materiales frágiles son los vidrios comunes (como los de las ventanas, por

ejemplo), algunos minerales cristalinos, los materiales cerámicos y algunos polímeros como

el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), o el poliácidolactico (PLA), entre otros. Es

importante mencionar que el tipo de rotura que ofrece un material (frágil o dúctil) depende de la

temperatura. Así mientras algunos materiales como los plásticos (polietileno, polipropileno u

otros termoplásticos) que suelen dar lugar a roturas dúctiles a temperatura ambiente, por debajo

de su temperatura de transición vítrea dan lugar a roturas frágiles.

FLUENCIA

La fluencia o cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a partir de la cual sólo se

recuperará la parte de su deformación correspondiente a

la deformación elástica, quedando una deformación

irreversible. Este fenómeno se sitúa justo encima del

límite elástico, y se produce un alargamiento muy rápido

sin que varíe la tensión aplicada. Mediante el ensayo de

tracción se mide esta deformación característica que no

todos los materiales experimentan.

El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o

los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de

la red cristalina impidiendo su deslizamiento, proceso mediante el cual el material se deforma

plásticamente.

Alcanzado el límite de fluencia se llegan a liberar las dislocaciones, produciéndose una brusca

deformación. La deformación en este caso también se distribuye uniformemente a lo largo de la

probeta, pero concentrándose en las zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones

(bandas de Lüders). No todos los materiales presentan este fenómeno, en cuyo caso la transición

entre la deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.

MALEABILIDAD

La maleabilidad es la propiedad de

un material blando de adquirir

una deformación acuosa mediante

una descompresión sin romperse. A

diferencia de la ductilidad, que

permite la obtención de hilos, la

maleabilidad favorece la obtención

de delgadas láminas de material.1

El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una

diezmilésima de milímetro de espesor. También presentan esta característica otros metales

como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.2

OBSERVACION HECHA POR ELIZAMA SARAI GOMEZ ARPAIZ:

Me parece muy importante tu investigación puesto que contiene información muy a propiedad referente al tema podemos ver como se deforma un cuerpo al momento de ponerle un peso cambia. Esto lo observamos al estar utilizando una liga y es una de las cosas o ejemplos q marca tu investigación debido a esto podemos conocer más afondo las propiedades mecánicas de la materia.

TAREA No 2 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

27/09/2013

FECHA DE ENTREGA:

03/10/2013

TITULO:

DEMOSTRAR MEDIANTE EXPERIMENTOS EN QUE MOMENTO UN MATERIAL NO CUMPLE LA LEY DE

HOOKE

TAREA No 3 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

03/10/2013

FECHA DE ENTREGA:

10/10/2013

TITULO:

RESOLVER LOS EJERCICIOS DEL LIBRO DE FISICA II

TAREA No 4 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

10/10/2013

FECHA DE ENTREGA:

18/10/2013

TITULO:

INVESTIGAR LOS TEMAS & SUBTEMAS DE LA HIDROSTATICA…

DESARROLLO DE LA TAREA No. 4

1.2 HIDROSTATICA

La hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los líquidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición de un cuerpo.

La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.

La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:

P = Po + ρgy

Siendo:

P: presión

Po: presión superficial

ρ: densidad del fluido

g: intensidad gravitatoria de la Tierra

y: altura neta

1.2.1 CARACTERISTICAS DE LOS LIQUIDOS.

El estado líquido es el que menos abunda de forma natural ya que solo encontramos en la

naturaleza como sustancias líquidas el agua, petróleo, mercurio, bromo y el francio, los otros

líquidos que existen han sido creados por el hombre. Sin embargo estamos constituidos por

aproximadamente 60% de agua y necesitamos

consumir casi 2,5 L / día.

Los líquidos presentan características que dependen

principalmente de tres factores:

·De la proximidad de las moléculas

· Del movimiento intermolecular constante (energía

cinética media) y de

· La fortaleza de las fuerzas de atracción o de repulsión.

El resultado de la influencia de estos factores son las

siguientes características generales:

· Forma. Las fuerzas intermoleculares en un líquido son lo

suficientemente fuertes para mantener una muestra

líquida a volumen constante pero no para mantener una forma determinada.

· Los líquidos tienden a fluir, cubrir el fondo del recipiente que los contiene y asume la forma del

mismo ya que es un fluido vertible,

· Expansión limitada. No se expanden infinitamente como los gases. Las distancias intermoleculares

son constantes dentro de un estrecho margen (Segovia 2002)

· Compresibilidad. Los líquidos sólo son ligeramente comprimibles cuando se aplica altas presiones.

· Miscibilidad. Las moléculas de un líquido se encuentran en movimiento constante, pero los espacios

vacíos son muy pequeños, esto es lo que permite que un líquido se mezcle uno con otro.

· Viscosidad: que se define como la resistencia a fluir. Esta propiedad se explica en función de las

fuerzas de atracción entre las moléculas. La viscosidad depende de la temperatura, así si la

temperatura aumenta, la viscosidad disminuye.

El agua tiene una viscosidad más elevada que otros compuestos de baja masa molecular.

Esta propiedad tiene diversas aplicaciones por ejemplo observamos que los motores de los

automóviles requieren para su funcionamiento correcto el uso de aceites con determinada

viscosidad.

· Densidad. Es la cantidad de materia que ocupa un determinado volumen. La densidad es una de las

propiedades físicas que pueden usarse para caracterizar una sustancia pura y se expresa en

unidades como g/m3 o kg/m3

· Solubilidad. Las fuerzas intermoleculares se relacionan estrechamente con la solubilidad. Hay una

regla en solubilidad que dice “lo igual disuelve lo igual”. Esto quiere decir que las moléculas

polares se disuelven en solventes polares y las moléculas no polares lo hacen en moléculas no

polares. Por ejemplo el agua, un compuesto polar solubiliza a miles de compuestos como por

ejemplo el cloruro de sodio, ácido clorhídrico, etanol, sacarosa (azúcar de mesa) pero no así a

compuestos no polares como los aceites, grasas, petróleo y sus derivados.

1.2.2 DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO.

DENSIDAD:

La densidad, es una de las propiedades más características de cada sustancia.

Es a masa de la unidad de volumen.

Se obtiene dividiendo una masa

conocida de la sustancia entre el

volumen que ocupa.

Llamando m a la masa, y v al

volumen, la densidad, d, vale:

d= m/v.

Unidades.

En el Sistema Internacional la unidad

de densidad es el kg (Unidad de

masa) entre el m3 (unidad de

volumen). Es decir, el kg/cm3

Sin embargo es muy frecuente expresar la densidad en g/cm3 (Unidad cegesimal).

PESO ESPECÍFICO.

El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen.

Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa.

Llamando p al peso y v al volumen, el peso específico, Pc, vale:

Pc= p/v

Unidades.

Sistema Internacional.

La unidad de peso específico es el N/m3; es

decir, el newton (Unidad de fuerza y, por

tanto, de peso) entre el m3 (Unidad de

volumen).

Sistema Técnico.

Se emplean el kp/m3 y el kp/dm3.

Sistema Cegesimal.

Se utilizaría la dina/cm3, que corresponde a la

unidad del sistema internacional.

RELACIÓN ENTRE EL PESO ESPECÍFICO Y LA DENSIDAD.

El peso específico y la densidad son evidentemente magnitudes distintas como se ha podido

comparar a través de las definiciones que se dieron en la parte de arriba, pero entre ellas hay

una íntima relación, que se va a describir a continuación.

Se recordará que el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la gravedad:

P= m . g

Pues bien, sustituyendo esta expresión en la definición del peso específico y recordando que la

densidad es la razón m/V, queda:

Pe= p/v= m.g /V = m/V . g = d.g

El peso específico de una sustancia es igual a su densidad por la aceleración de la gravedad.

Como hemos mencionado las unidades, la unidad clásica de densidad (g/cm3) tiene la ventaja de

ser un número pequeño y fácil de utilizar.

Lo mismo puede decirse del kp/cm3 como unidad de peso específico, con la ventaja de que

numéricamente, coincide la densidad expresada en g/cm3 con el peso específico expresado en

kp/dm3.

1.2.3 PRESION

La presión (símbolo p)1 2 es una magnitud física que mide como la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie (esa magnitud es escalar), y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre

una línea. En el Sistema Internacional la presión 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 Inglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie.

Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:

En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:

Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir la presión. La definición anterior puede escribirse también como:

Donde:

, es la fuerza por unidad de superficie.

, es el vector normal a la superficie.

, es el área total de la superficie S.

1.2.4 PRINCIPIO DE PASCAL.

el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier lugar de un fluido encerrado e incompresible se transmite por igual en todas las direcciones en todo el fluido, es decir, la presión en todo el fluido es constante.La presión en todo el fluido es constante: esta frase que resume de forma tan breve y concisa la ley de Pascal da por supuesto que el fluido está encerrado en algún recipiente, que el fluido es incompresible... El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca,

perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión.También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas.

APLICACION DE PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prácticamente constante, de modo que de acuerdo con la ecuación:

p = p_0 + rho g h ,

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total (obviamente si el fluido fuera compresible, la densidad del fluido respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse)

PRENSA HIDRAULICA

La prensa hidráulica es una máquina compleja semejante a un camión de Arquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria industrial.La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma (casi) instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión será igual a la presión p2 que ejerce el fluido en la sección S2, es decir:

p_1 = p_2 ,

Con lo que, las fuerzas fueron siendo, siendo S1 < S2 :

F_1 = p_1 S_1 < p_1 S_2 = p_2 S_2 = F_2,

y por tanto, la relación entre las fuerza resultante en el émbolo grande cuando se aplica una fuerza menor en el émbolo pequeño será tanto mayor cuanto mayor sea la relación entre las secciones:

F_1 = F_2 left( frac{S_1}{S_2} right)

1.2.5 Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza1 recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:

o bien

Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2 y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

TAREA No 5 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

17/10/2013

FECHA DE ENTREGA:

24/10/2013

TITULO:

HIDRODINAMICA

DESARROLLO DE LA TAREA No 5

TEMA 3: HIDRODINÁMICA

La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos.

Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:

Que el fluido es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.

Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.

Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable o estacionario, es decir, que la velocidad del líquido en un punto es independiente del tiempo.

La hidrodinámica tiene numerosas aplicaciones industriales, como diseño de canales, construcción de puertos y presas, fabricación de barcos, turbinas, etc.

Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios de hidrodinámica.

La hidrodinámica o fluidos en movimientos presentan varias características que pueden ser descritas por ecuaciones matemáticas muy sencillas. Entre ellas:

Ley de Torricelli: si en un recipiente que no está tapado se encuentra un fluido y se le abre al recipiente un orificio la velocidad con que caerá ese fluido será:

La otra ecuación matemática que describe a los fluidos en movimiento es el número de Reynolds (adimensional):

Donde es la densidad, la velocidad, es el diámetro del cilindro y es la viscosidad dinámica.

Concretamente, este número indica si el fluido es laminar o turbulento, o si está en la zona de

transición. Indica laminar, turbulencia.

SUBTEMA I: GASTOS, FLUJO Y ECUACION DE CONTINUIDAD.

GASTO: Es la relación que hay entre el volumen de un líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en

fluir, puede calcularse también si se considera la velocidad que lleva el líquido y se conoce el área de la sección transversal de la tubería.

FLUJO:Se define como la cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo (m/s). También se define como la densidad de un cuerpo, es la relación que existe entre la masa y el volumen.

ECUACIÓN DE CONTINUIDAD:La conservación de la masa de fluido a través de dos secciones (sean éstas A1 y A2) de un conducto (tubería) o tubo de corriente establece que: la masa que entra es igual a la masa que sale.

SUBTEMA II: TEOREMA DE BERNOULLI

Figura 2.

Flujos incompresibles y sin rozamiento. Estos flujos cumplen el llamado teorema de Bernoulli, enunciado por el matemático y científico suizo Daniel Bernoulli. El teorema afirma que la energía mecánica total de un flujo incompresible y no viscoso (sin rozamiento) es constante a lo largo de una línea de corriente. Las líneas de corriente son líneas de flujo imaginarias que siempre son paralelas a la dirección del flujo en cada punto, y en el caso de flujo uniforme coinciden con la trayectoria de las partículas individuales de fluido. El teorema de Bernoulli implica una relación entre los efectos de la presión, la velocidad y la gravedad, e indica que la velocidad aumenta cuando la presión disminuye. Este principio es importante para la medida de flujos, y también puede emplearse para predecir la fuerza de sustentación de un ala en vuelo.

Teorema de Bernoulli, principio físico que implica la disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad. Fue formulado en 1738 por el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli, y anteriormente por Leonhard Euler. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.

El teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Las alas están diseñadas para que obliguen al aire a fluir con mayor velocidad sobre la superficie superior que sobre la inferior, por lo que la presión sobre esta última es mayor que sobre la superior. Esta diferencia de presión proporciona la fuerza de sustentación que mantiene al avión en vuelo. Una hélice también es un plano aerodinámico, es decir, tiene forma de ala. En este caso, la diferencia de presión que se produce al girar la hélice proporciona el empuje que impulsa al barco. El teorema de Bernoulli también se emplea en las toberas, donde se acelera el flujo reduciendo el diámetro del tubo, con la consiguiente caída de presión. Asimismo se aplica en los caudalímetros de orificio, también llamados venturi, que miden la diferencia de presión

entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diámetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.

Cuando una pelota se tira con efecto, su trayectoria se curva debido a las fuerzas que surgen al girar sobre sí misma. La superficie rugosa arrastra el aire adyacente y lo hace girar. Esto crea una zona de alta presión en un lado y de baja presión en el otro; la diferencia de presiones hace que su trayectoria se curve.

Ecuación de Bernoulli

Evaluemos los cambios energéticos que ocurren en la porción de fluido señalada en color amarillo, cuando se desplaza a lo largo de la tubería. En la figura, se señala la situación inicial y se compara la situación final después de un tiempo Dt. Durante dicho intervalo de tiempo, la cara posterior S2 se ha desplazado v2Dt y la cara anterior S1 del elemento de fluido se ha desplazado v1Dt hacia la derecha.

El elemento de masa Dm se puede expresar como Dm=ρ S2v2Dt=ρ S1v1Dt= ρDVEcuación 3.

Comparando la situación inicial en el instante t y la situación final en el instante t+Dt. Observamos que el elemento Dm incrementa su altura, desde la altura y1 a la altura y2

La variación de energía potencial es DEp=Dm·gy2-Dm·gy1=ρ DV·(y2-y1)gEcuación 4.

El elemento Dm cambia su velocidad de v1 a v2,

La variación de energía cinética es DEk= Ecuación 5.

El resto del fluido ejerce fuerzas debidas a la presión sobre la porción de fluido considerado, sobre su cara anterior y sobre su cara posterior F1=p1S1 y F2=p2S2. Ecuación 6.

La fuerza F1 se desplaza Dx1=v1Dt. La fuerza y el desplazamiento son del mismo signo

La fuerza F2 se desplaza Dx2=v2 Dt. La fuerza y el desplazamiento son de signos contrarios.

El trabajo de las fuerzas exteriores es W=F1 Dx1- F2 Dx2=(p1-p2) DV Ecuación 7.

El teorema del trabajo-energía nos dice que el trabajo de las fuerzas exteriores que actúan sobre un sistema de partículas modifica la energía cinética y la energía potencial del sistema de partículas

W=DEk+DEp

Ecuación 8.

Simplificando el término DV y reordenando los términos obtenemos la ecuación de Bernoulli

SUBTEMA III: APLICACIONES DEL TEOREMA DE BERNOULLI.

Tiene varias aplicaciones en todo lo que es movimiento de fluidos especialmente en tuberías/cañerías.Permite calcular las velocidades y presiones en distintos tramos, pero además sirve para evaluar las pérdidas de presión, y simular la distribución de caudales (gastos, flujos, en litros /s, m³/s, o por hora, etc.) en cañerías y sistemas hidráulicos con diferencia de diámetros, alturas, distintas obstrucciones al paso del fluido (líquido o gaseoso, o sea neumáticos también).

Una evaluación que suele hacerse es evaluar la fuerza de sustentación sobre las alas de un avión. Se basa en despreciar la diferencia de alturas geométrica entre las caras superior e inferior del ala, pero considerando la diferencia de velocidades y la superficie alar.Otra aplicación es el tubo Venturi, que sirve para medir caudales y velocidades de fluidos en cañerías por diferencia de presiones entre dos puntos en uno de los cuales hay una restricción a la circulación.Aplicaciones Principio de BernoulliChimeneaLas Chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla elviento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia depresión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.TuberíaLa ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella, se reducirá la presión.Sustentación de avionesEl efecto Bernoulli es también en parte el origen de la sustentación de los aviones. Gracias a la forma y orientación delos perfiles aerodinámicos, el ala es curva en su cara superior y está angulada respecto a las líneas de corriente incidentes. Por ello, las líneas de corriente arriba del ala están más juntas que abajo, por lo que la velocidad del aire es mayor y la presión es menor arriba del ala; al ser mayor la presión abajo del ala, se genera una fuerza neta hacia arriba llamada sustentación.Carburador de automóvilEn un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.

TAREA No 6 DEL 2DO RECONOCIMIENTO DE LA ASIGNATURA DE FISICA II.

FECHA DE SOLICITUD:

18/10/2013

FECHA DE ENTREGA:

24/10/2013

TITULO:

RESOLVER LOS EJERCICIOS DE LA PAGINA 93 Y 106 DEL

LIBRO DE FISICA II