PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOSTema 5. Pág. 77

¿Cómo clavarías un

clavo: de punta o de

cabeza?

¿Cuándo te hundes más?

¿Qué duele más: un

pisotón con un zapato plano o de

tacón?

¿A qué se deben estas diferencias?

PRESIÓNIdeas previas

Relación entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que actúa

p: presiónF: fuerzaS: superficie

PRESIÓNDefinición y fórmula

PRESIÓNEfectos

PRESIÓNEfectos

PRESIÓNEfectos

Sistema Internacional: pascal (Pa) (1 Pa = 1 N/m2)

Mirar: 1 res y 5 resHacer: 1, 2, 12 y 13

bar (b): 1 b = 105 Pa

milibar (mb): 1 mb = 100 Pa = 1hPa

atmósfera (atm): 1 atm = 101300 Pa

milímetros de mercurio (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg

“kilo” de presión: kp/cm2

PRESIÓNUnidades

COMPRESIBILIDAD

Estudio de las fuerzas en líquidos HIDROSTÁTICA

FLUIDOS

Reducción de volumen por efecto de la presión

Se adaptan a la forma del recipiente Líquidos y gases

Conceptos previos

Estudio de las fuerzas en gases AEROSTÁTICA

Los líquidos pesan Los líquidos ejercen presión

HIDROSTÁTICA: PRESIÓN EN LÍQUIDOS

Presión hidrostática: fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido sobre las paredes del recipiente y sobre cualquier superficie de un cuerpo sumergido en él

PRESIÓN HIDROSTÁTICAPrincipio fundamental de la hidrostática

¿Por qué orificio sale el agua a mayor presión?

¿Por qué los muros de los embalses son más gruesos en la parte inferior?

p = d· g· hp: presión hidrostáticad: densidad del líquidog: gravedadh: profundidad

h h

La presión hidrostática solo depende de la densidad del líquido y de la profundidad.No depende de la distancia al fondo ni de la cantidad de líquido ni de la forma del recipiente.

PRESIÓN HIDROSTÁTICAAclaraciones

Mirar: 3 resueltoHacer: 6

Vasos comunicantes: “recipientes” comunicados por la base

El nivel del líquido en todos ellos es el mismo, independientemente de su forma y tamaño

PRESIÓN HIDROSTÁTICAPrincipio de los vasos comunicantes

Indicadores de nivel Pozos artesianos

VASOS COMUNICANTESAplicaciones (usos prácticos)

VASOS COMUNICANTESAplicaciones

Abastecimiento de agua

¿Por qué el depósito de agua está a mayor altura que los edificios?

¿Qué ocurriría si los edificios fueran más altos?

AEROSTÁTICA: PRESIÓN EN GASESIdeas previas

Densidad del aire: 1,3 kg/m3

¿Cuántos kilogramos de aire que hay en el aula?

m = d · V = 1,3 x 180 = 234 kg

Vaula = 6 x 10 x 3 = 180 m3

El aire pesa El aire ejerce presión:

Presión atmosférica: fuerza por unidad de superficie que ejerce la atmósfera sobre cualquier superficie de un cuerpo situado en su interior.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Principio fundamental de la aerostática:

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

p = d· g· h

h ?

d ? Temperatura, humedad… Altura

La presión atmosférica no se puede calcular.

PRESIÓN ATMOSFÉRICABarómetros

PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales

Esferas de Magdeburgo. Otto von Guericke. 1647

PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales

ConAire Sin

Aire

PRESIÓN ATMOSFÉRICAEvidencias experimentales

PRESIÓN ATMOSFÉRICAExperimento de Torricelli (1608-1647)

PRESIÓN ATMOSFÉRICAExperimento de Torricelli (1608-1647)

La presión atmosférica es igual a la presión hidrostática que ejerce una columna de 76 cm de mercurio (densidad=13600 kg/m3)p = d·g·h = 13600 · 9,8 · 0,76 = 101300 Pa

Presión atmosférica a nivel del mar (presión normal): p0 = = 101300 Pa = 1 atm = 760 mm Hg

Mirar: 6 resuelto

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

¿Qué representa eso?

PRESIÓN ATMOSFÉRICA + PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PRESIÓN ATMOSFÉRICAAplicaciones

Previsión del tiempo

PRESIÓN ATMOSFÉRICAAplicaciones

Previsión del tiempo

PRINCIPIO DE PASCALIdeas previas

¿Qué tapón saltará antes?

¡Todos a la vez!

PRINCIPIO DE PASCALEnunciado

La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido.Blaise Pascal (1623-1662).

¿Gases?

PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones: prensa hidráulica

Dos recipientes cilíndricos de diferente sección, conectados, tapados con un émbolo o pistón, llenos de líquido.

La fuerza ejercida se amplifica.

PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones: prensa hidráulica

.

PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones

. Elevadores hidráulicos

PRINCIPIO DE PASCALAplicaciones

Frenos hidráulicos

PRINCIPIO DE PASCALEjemplo

Mirar: 4 resueltoHacer: 9

Un elevador hidráulico tiene unos émbolos cilíndricos de 2 cm y 2 dm de diámetro. Se hace una fuerza de 5 N sobre el émbolo pequeño .a) ¿Qué presión se ejerce sobre dicho émbolo? ¿Y

sobre el émbolo grande?b) ¿Qué fuerza se origina en el émbolo grande?c) ¿Se podría levantar un coche de 1,5

toneladas?

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESIdeas previas

Arquímedes de Siracusa (287 a. C. – 212 a. C.)

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESPeso aparente

P

E

P

20 N

5 NP = 20 N

E = 15 N

Pap = P - E

Pap = 5 N

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESEnunciado y fórmula

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje, vertical y hacia arriba, que es igual al peso del fluido desalojado.

E = PL = mL g

mL = dL VLD

E = dL VLD gMirar: 7 resueltoEjem: 25Hacer: 14

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESEquilibrio de cuerpos sumergidos

Si P > E Se hunde

Si P = E Equilibrio

Si P < E Sube y flota

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación

E = dL VLD g

P = mC g

Si totalmente sumergido VLD = VC

Si P > E dC > dL Se hunde

Si P = E dC = dL Equilibrio

Si P < E dC < dL Sube y flota

P = dC VC g

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el agua

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el agua

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: densímetros

Alcoholímetro

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDESAplicaciones: flotación en el aire

Pág. 88: 19, 20, 22, 23, 24, 28, 29

Clase: 32, 33, 34 y 35, Ampliación: 37, 38, 40 y 41

PRESIÓN Y FUERZAS EN FLUIDOSEjercicios clase. Pág. 89