f2 s06 Ppt Estatica Fluidos

7/21/2019 f2 s06 Ppt Estatica Fluidos

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Departamento de Ciencias

HIDROSTÁTICAPresión, presión atmosférica yManométrica.Principio de Pasca. Principio de

Ar!"#medes.

VARIACION DE PRESIÓN EN LA ATMÓSFERA

ÁLISIS DE LA VARIACIÓN DE LA PRESIÓN LA ATMÓSFERA

• ¿Por qué varía la presión atmosférica según la altitud?• ¿Defina que es un fluido?• ¿Defina densidad absoluta y densidad relativa?

• ¿Dos cuerpos distintos que tienen el mismo volumencolocados en un mismo fluido se mantienen en elmismo nivel?

• ¿Por qué un cuerpo sumergido en el agua parecepesar menos que en el aire?

A finai$ar a sesión, e est"diante

res"e%e pro&emas de densidad deos c"erpos, presión de "n f"ido yf"er$a de emp"'e, "sando e principiode Pasca, a %ariación de a presión

con a prof"ndidad y e principio deAr!"#medes de forma correcta.

LOGRO DE SESIÓN

E!"D# DE $" %"!E&'"

Modelos de los estados de la materia

($)'D#

• e denominan fluidos a aquellas sustancias entrecuyas moléculas las fuer*as de co+esiónintermolecular son muy débiles o no e,isten-

• $os fluidos no son capaces de sostener esfuer*os

cortantes-• $as fronteras del fluido debe e,perimentar fuer*as

normales-

P&#P'ED"DE DE $# ($)'D#

a. /ompresibilidad

(os #!"idos son f"idos poco compresi&es

(#!"ido

(#!"ido(os )ases son f"idos m"y compresi&es

DE0'D"D1 PE# EPE/2('/# 3 4&"5ED"DEPE/2('/"

de c"erpo

densidad de a)"ar

densidad ρ =

+de c"erpo, -)m

volumen del cuerpo ρ =

+/ 0, 1m /2nidades S.I.0

dP dm g g dV dV

γ ρ = = =

!"6$" 7- DE0'D"D DE "$4)0" )!"0/'"

Sustancia Densidad

!"#m$%Aire &'()

*elio )'&+

*idr,"eno )')-

A"ua dulce & )))

*ielo -&.

A"ua salada & )$)

Alco/ol +)0

Madera $.$

Aluminio ( .))

Co1re + -()

*ierro' Acero . +))

Plomo && $))

Oro &- $))

Mercurio &$ 0))

(a "nidad de medición de a

densidad en e SI es e -)m+. 3 -)m+ 4 35+ )m+

La "licerina a ()2C tiene una "ra3edad es4ec56ca de

&'(0$7 Calcule su densidad 8 su 4eso es4ec56co en elsistema internacional e In"l9s7

jemplo 1:

ISTEMA INTERNACIONAL ( AGUA):

TEMA TRADICIONAL DE LOS ESTADOS UNIDOS (AGUA):

P R O P I E D A D E S

D E L A I R

P R O P

I E D A D E S

D E L A I R E

P R O P I E D

A D E S D E

A T M Ó

S F E R A

P R O P I E D A D E S D E L A

A T M O S F E R A

P&E'80 9P.

(a f"er$a e'ercida por "nidad des"perficie es a presión. (a presiónes "na ma)nit"d escaar.Si "na f"er$a perpendic"ar dF act6a so&re "na s"perficie dA, a

presión en ese p"nto es7

(a presión es a misma en todos os

p"ntos de "na s"perficie pana.

•(a "nidad en e Si de a presiónes e pasca /Pa0, donde7

3 Pa 43 1m8

• Otras "nidades de presión73 atm 4 3,53+935: Pa

3 atm 4 ;<5 torr

3 mm de H) 4 3 torr

3 i&ra p")ada8

/psi0 4<,=5935+ Pa

3 &ar 4 35: Pa

P&E'80 "!%#(:&'/" P;

• $a presión atmosférica es lapresión e<ercida por la masade aire-

• $a presión atmosférica al nivelde mar es=

71;7>,7;? Pa @ 7 atmósfera @7A1B psi• $a presión de una atmósfera

es igual al peso que unacolumna de mercurio de BC cmde altura que e<erce sobre uncm-

• $a presión atmosférica varíacon el clima y con la altura-

o A "na at"ra h a presiónatmosférica se determina por7

o Donde h5 4 >,<5 -m y p5 4 3,53+

9 35: Pa /presión atmosférica ani%e de mar0.

?5a 5 p 4 p e

VARIACIÓN DE LA TEMPERAT:RA CON LAPRESIÓN ATMOSF;RICA<

¿CUÁL ES EL VALOR DE LA PRESIÓN ATMOSFRICA ! A

¿CUÁL ES EL VALOR DE LA PRESIÓN ATMOSFRICA ! A"U TEMPERATURA APRO#IMADA EL AGUA $IERVE

EN ESA CIUDAD%

ENCUENTRE LA PRESIÓN ATMOSFRICA ! LA

ENCUENTRE LA PRESIÓN ATMOSFRICA ! LATEMPERATURA APRO#IMADA EN LA CUAL EL AGUA$IERVE EN LA CIUDAD DE& '* m+,m

LE= DE PASCAL

"La presión ejercida sobre

un fluido encerrado es

transmitidaíntegramente a todos

los puntos del fluido y a

las paredes del

recipiente que lo

contiene".

"P$'/"/'#0E DE $" $E3 DE P"/"$

• Prensa idrFulica

S S S = =

P&E'80 E0 )0 ($)'D#

• Presión dentro de un fluido

Dado un líquido en reposo con densidaduniforme y ubicado en una región con gconstante- i anali*amos un elemento deun fluido en equilibrio de peso dw 1

• Esta ecuación nos indica que la presiónaumenta cuando la profundidad del

fluido aumenta-• pG H p7 @ Iρ g 9yG H y7.

• !omando los puntos 7 a una profundidadh y G en la superficie del liquido1

• p; H p @ Iρ g +

(p +dp )A

presión absoluta o total

Presión atmosférica

Presión solo del liquido(hidrostática)

( )y 4 5, pA @ p B dp A @ dC 4 5∑

d4 "d8

= −ρ

)4 4 "/= + ρ

P&E'80 E0 )0 ($)'D#

Calcule el cam1io en la 4resi,n del a"ua' de lasu4er6cie a una 4ro>undidad de ? m7

P&E'80 %"0#%:!&'/" 3 P&E'80 "6#$)!"

• $a presión manométrica1 es

el e,ceso de presión mFs allFde la presión atmosférica-

• $a presión que se mide conrelación con el vacío perfectose conoce con el nombre de presión absoluta-

• Presión en neumáticos

• e recomienda que losneumFticos de un automóviltengan una presiónmanométrica de >G psi1 siendola presión absoluta delneumFtico de AB psi-

Vasos comunicantes

Todos os p"ntos de "n mismoi!"ido y a "na misma prof"ndidadse enc"entran a a misma presión sinimportar a forma de recipiente7

p1= p2 = p3 = p4

(a presión en a parte s"perior decada co"mna de f"ido es i)"a a p5,a presión atmosférica.

p a&so"ta 4 p atmosférica B p manométrica

E@4rese una 4resi,n de &?? !Pa man% como 4resi,na1soluta7 La 4resi,n atmos>9rica local es de -+ !Paa1s%7

jemplo :

E@4rese una 4resi,n de ((? !Pa a1s% como 4resi,nmanom9trica7 La 4resi,n atmos>9rica local es de &)&!Pa a1s%7

jemplo ':

E@4rese una 4resi,n de &)7- 4sia como 4resi,nmanom9trica7 La 4resi,n atmos>9rica local es &?7) 4sia

jemplo -:

E@4rese una 4resi,n de 07( 4si" como 4resi,na1soluta7

jemplo *:

• EC"F de os si)"ientes es!"emas c"mpe e principio f"ndamentade a estFtica de f"idosG

%"08%E!&# DE !)6# "6'E&!#

Presión p

• El medidor de presión mFs

sencillo es el manómetro detubo abierto-• El tubo en forma de ) contiene

un líquido de densidad ρ 9mercurio o agua.- )n e,tremo

del tubo se conecta alrecipiente donde se medirF lapresión1 y el otro estF abierto ala atmósfera-

• En el fondo del tubo1& a (4 "8 4 "8+ ρ = + ρ

%"08%E!&# DE !)6# "6'E&!#

De acuerdo con la 6"ura' calcule la 4resi,n en el 4unto

%"08%E!&# DE !)6# "6'E&!#

Para el man,metro di>erencial com4uesto de la 6"ura7Calcule (P A - P )!

%ED'D#&E %E/J0'/# DE P&E'80

• )n medidor muy usado es el medidor de

presión de 6ourdon-• "l aumentar la presión dentro del tubo

metFlico1 este desvía la agu<a unida a él-

P&'0/'P'# DE "&K)2%EDE

L!odo cuerpo sumergido en un fluido estFtico e,perimenta unempu<e vertical +acia arriba igual al peso del fluido quedesalo<aM

BFluido ue desaloa< 4arte del uido ue el o1etodes4laa 4ara ocu4ar ese es4acio

/#%P&#6"/'80 ENPE&'%E0!"$

o Para medir el peso de un objeto

utilizamos un dinamómetro o resortegraduado.

o Cuando el objeto no tiene

aceleración, la fuerza resultante es

cero. Midiendo la fuerza que ejerce

el resorte, podemos saber la fuerza

que ejerce la Tierra sobre el objeto

(peso)

FT.o/%

Fm.o/0.*

Fe+/0 FT.o/0.*

/#%P&#6"/'80 ENPE&'%E0!"$

• El peso del ob<eto siguesiendo el mismo 9;1 0.1sin embargo eldinamómetro indica tansólo una fuer*a de ;1> 0-/omo asociamos el pesoa lo que indica eldinamómetro1 decimosque el peso aparentedisminuye-

F2.o/%

FT.o/0.* N

Fm.o/0.'N

Fe+/0 F2.o/0.

()E&O" "/E0'#0"$ # DE E%P)E

()E&O" "/E0'#0"$ # DE E%P)E=

De ac"erdo con a fi)"ra tenemos7

8 4 p8 .S 4 .).y8 .S3 4 p3.S 4 .).y3S

(a res"tante es7 4 8 J 3 4)S /y8 J y30

So&re "n c"erpo s"mer)ido en "nf"ido act6a "na f"er$a de emp"'e

%ertica ?acia arri&a

:n 1loue cG1ico de madera de &)') cm 4or lado otaen la inter>a entre aceite 8 a"ua con su su4er6ciein>erior &'?) cm 1ao la inter>a7 La densidad del aceitees de .-) !"#m$7 a% Hu9 4resi,n manom9trica /a8 enla su4er6cie su4erior del 1loueJ 1% H= en la cara

in>eriorJ c% Hu9 masa 8 densidad tiene el 1loueJ

jemplo 3:

:n ta1l,n /omo"9neo de densidad )'. " #cm$' delon"itud K m 8 de secci,n constante' se a4o8a en el1orde de una 4iscina con a"ua como se indica en la6"ura desde el 4unto de a4o8o /asta el e@tremo nosumer"ido /a8 & m7 Calcular la lon"itud sumer"ida de

ta1l,n7

jemplo :

()E&O" /#0!&" )0 D'K)E=

!odo líquido recostado sobre una pared vertical o inclinada1 e<erce una fuer*a proporcional1 al peso

específico del fluido1 al Frea de contacto y a la altura de la pared-

DondeQ es el peso específico del fluido- es la altura media del dique es el Frea

Centro de presión:

Es el punto en el que actúa la fuer*a resultante en un dique-

En la 6"ura' el uido es "asolina s" )'0+% 8 su

4ro>undidad total es de &( 4ies7 La 4ared tiene K)4ies de anc/o7 Calcule la ma"nitud de la >ueraresultante so1re la 4ared 8 la u1icaci,n delcentro de 4resi,n7

jemplo 4:

&E(E&E0/'" 6'6$'#4&J('/"

&7 *ans C7 O/anian# /on T7 Mar!ert7 F5sica 4ara

In"enier5a 8ciencias 3ol7 (7 Tercera Edici,n7 M9@ico7 Editorial

McraQ *ill ())-7

(7 =oun" Fredman# Searsemans!87 F5sica:ni3ersitariacon F5sica Moderna Vol7 (7 Decimo se"unda

Edici,n7M9@ico7 Editorial Pearson ())-7

$7 Ti4ler Mosca7 F5sica 4ara la ciencia 8 latecnolo"5a7 Vol7(7

uinta Edici,n7:7S7A7 Editorial REVERTE ())-7

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