A C T I V I D A D V I R T U A L No. 1 E ST R AT E G I A D E A P R E N D I Z A J E E N C A S A

Neumática e Hidráulica Conceptos Básicos

Fecha de Inicio: 7 de mayo/2021 NUEVA FECHA :15de junio/2021

Grado Decimo (10º.) _Periodo2 FECHA DE ENTREGA

31 de mayo/2021

NUEVA FECHA:Julio 2/2021

Estimados y estimadas estudiantes reciban un cordial saludo, esperamos que se encuentren

muy bien a igual que todas sus familias. Con el deseo que practiquen el autocuidado en esta

nueva normalidad y mucho más en este tiempo de aislamiento

selectivo, que depende del “Distanciamiento y responsabilidad

individual”. Somos conscientes de las dificultades que tiene para

desarrollar las actividades virtuales y

queremos que desde sus casas puedan continuar con su proceso de

aprendizaje.

A continuación, encontraran los conceptos, las instrucciones y

recursos necesarios para desarrollar las actividades.

¡Mucho ánimo, pronto nos volveremos a ver ¡

Por eso el Equipo de docentes del Área de Tecnología e Informática les invitamos a continuar

con las Actividades Virtuales

GRUPO PROFESOR

ENCARGADO

CORREO

10-01 Alpidio Londoño Ruiz d.ine.alpidio.londono@cali.edu.co

10-03 Julián Bernal d.ine.julian.bernal@cali.edu.co

10-04 Everth Martínez d.ine.everth.martinez@cali.edu.co

10-05 Luz Marleny Velasco lm.velascopos@ieinemcali.edu.co

10-06 Mario Amador d.ine.mario.amador@cali.edu.co

10-07 Jaime Diego Garcés d.ine.jaime.garces@cali.edu.co

10-08 Alex Zambrano d.ine.alex.zambrano@cali.edu.co

10-09 Tomas Moncayo tm.moncayos@ieinemcali.edu.co

10-10 Luis Alfonso Hidalgo l.hidalgoinem@gmail.com

10-11 Luis Gerardo Palta d.ine.luis.palta@cali.edu.co

10-12 Edmidio Luna d.ine.emigdio.luna@cali.edu.co

10-15 Héctor Peña d.ine.hector.pena@cali.edu.co

10-16 Leonardo Rodríguez d.ine.leonardo.rodriguez@cali.edu.co

10-17 Jairo Trujillo d.ine.jairo.trujillo@cali.edu.co

2.0 COMPETENCIA 2.1 NIVEL DE DESEMPEÑO

NATURALEZA Y EVOLUCIÓN DE

LA TECNOLOGÍA

MOMENTO 2:

Relaciona el desarrollo tecnológico con los avances en la ciencia, la técnica, las matemáticas y otras disciplinas.

APROPIACIÓN Y USO DE LA

TECNOLOGÍA

MOMENTO 2:

Utiliza e interpreto manuales, instrucciones, diagramas y esquemas, para el montaje de algunos artefactos, dispositivos y sistemas tecnológicos.

SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON

TECNOLOGÍA

MOMENTO 2: Interpreta y represento ideas sobre diseños, innovaciones o protocolos de experimentos mediante el uso de registros, textos, diagramas, figuras, planos constructivos, maquetas, modelos y prototipos, empleando para ello (cuando sea posible) herramientas informáticas

TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD MOMENTO 2

Comprueba necesidades y potencialidades del país para lograr su desarrollo científico y tecnológico.

Momento 1 – Actividades de Exploración.

Conceptos Previos

ACTIVIDAD DIAGNOSTICA Y EXPLORACIÓN DE SABERES ÁREA TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA

GRADO DÉCIMO 2021 – II PERIODO

-PRUEBA DIAGNOSTICA: Resolver realizando el procedimiento matemático respectivo.

La masa: Es una magnitud que expresa la cantidad de materia presente en un cuerpo, medida por su inercia (o sea, su resistencia a adquirir una aceleración frente a la acción de una fuerza). Es una propiedad intrínseca de la materia, que se mide de acuerdo con el Sistema Internacional (SI) en kilogramos (kg) y se expresa mediante la variable m.

La masa se mide en kilogramos

(kg).

Presión: La presión es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie (Área), y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante

sobre una línea.

Donde:

P: es la presión en Pa. (Pascal)

F: es la fuerza en N (Newton)

A: es el área en m² (superficie)

Pascal (Pa): El pascal es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado perpendicular a la misma. Teniendo en cuenta el texto anterior resolver.

1. Dos cuerpos con la misma masa ejercen presión sobre una superficie (Área) S como se ilustra en la

figura. De la presión que ejercen puedo afirmar que:

A. Es la misma en los dos cuerpos.

B. Es menor en el cubo.

C. Es menor en el cilindro.

D. Es cero.

La presión hidrostática: Es la presión a que se somete un cuerpo sumergido en un fluido, debido a la

columna de líquido que tiene sobre él.

Teniendo en cuenta el texto anterior resolver. 2. Se fabrica un instrumento para estudiar la presión hidrostática conectando dos émbolos de plástico con un resorte e introduciéndolos en un tubo como se muestra en la figura. Los émbolos evitan que el fluido llene el espacio entre ellos y pueden deslizarse sin rozamiento a lo largo del tubo.

Al ir introduciendo el instrumento en un tanque con agua los émbolos se mueven dentro del tubo y adoptan la

posición:

S

Émbolo

Resorte

1. A 2.B 3.C 4.D

3. Tres cuerpos con la misma masa ejercen presión sobre una superficie S como se ilustra en la figura.

De la presión que ejercen puedo afirmar que:

A. Es mayor en 2 por su forma triangular. B. Es menor en 3 por tener mayor superficie en contacto. C. Es mayor en 1 por tener mayor masa. D. Es la misma en los tres cuerpos. 4. La fuerza ejercida por los cuerpos sobre la superficie es de 50 N, y las áreas en contacto son 1 m2, 2 m2 y

10 m2 respectivamente. La presión sobre la superficie S de cada cuerpo respectivamente es A. 50, 25 y 5 Pascales. B. 25, 5 y 50 Pascales. C. 50, 125 y 25 Pascales D. 25, 12 y 50 Pascales. 5.

Sí A1 tiene un área de 4 m2, A2 tiene un área de 20 m2 y el ratón aplica una fuerza F1 de 5 N el elefante tiene un peso (F2) de: A. 40N B. 20N C. 25N D. 50N

S

2 3

1

Densidad: En física y química, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un

determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ

del alfabeto griego.

El volumen: Es una magnitud métrica de tipo escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que en un ortoedro se halla multiplicando tres longitudes: el largo, el ancho y la altura.

En estado sólido las partículas están más juntas entre sí que en estado líquido o gaseoso. 6. Un cuerpo irregular se introduce dentro de una probeta que inicialmente tiene un volumen de 20 ml como muestra la figura.

Después de la experiencia podemos afirmar que: A. El volumen del cuerpo es cero. B. El volumen del cuerpo es 24 ml. C. El volumen del cuerpo es 3 ml. D. El volumen del cuerpo es igual al iniciar la experiencia

7. Tres esferas mágicas se sumergen en un líquido de densidad ρL y adoptan las posiciones mostradas en la figura.

Las esferas tienen densidades ρ1, ρ2 y ρ3. Entonces se puede afirmar que A. ρ3 > ρ2 B. ρ1 > ρ2 C. ρL > ρ3 D. ρ1 = ρ2 = ρ3 =ρL Perímetro y área: Para encontrar el perímetro, suma todas las longitudes de los lados. Empieza desde arriba y continúa alrededor de la figura según las manecillas del reloj. El área de una figura de dos dimensiones describe la cantidad de superficie que cubre la figura. Medimos el área en unidades cuadradas de un tamaño fijo. Ejemplos de unidades cuadradas son pulgadas cuadradas, centímetros cuadrados, o millas cuadradas. Cuando encontramos el área de un polígono, contamos cuántos cuadrados de cierto tamaño cubrirán la región dentro del polígono.

8. Hallar el perímetro y el área de un cuadrado cuyo lado vale 8.62 cm.

Hallar el perímetro y el área de un paralelogramo cuya base mide 30 cm y su altura mide 20 cm

V1 =V2=V3 1

3 2

9. EJERCICIOS

1. Halla el perímetro y el área de un cuadrado de 3 m de lado.

2. Halla el perímetro y el área de un cuadrado de 11,3 m de lado.

3. Averigua el área de un cuadrado cuyo perímetro mide 29,2 cm.

4. Halla el lado de un cuadrado cuya superficie mide 6,25 centímetros cuadrados.

5. Halla el perímetro de un cuadrado cuya superficie mide 10,24 centímetros cuadrados.

6. Halla el lado de un cuadrado cuyo perímetro mide

34 m.

7. La diagonal de un

cuadrado mide 9 metros.

Calcula su área.

8.

Área de un Triángulo:

Perímetro de un Triángulo:

A. Hallar el perímetro y el área del triángulo equilátero B. Calcula el perímetro y área de los siguientes triángulos

b

https://concepto.de/volumen/#ixzz6yAtKc657

https://es-static.z-dn.net/files/d0c/797036aeab3dccd4b56c05ce31eada1f.pdf

https://www.edufichas.com/matematicas/unidades-de-medida/

https://www.google.com/search?q=area+y+perimetro&tbm=isch&ved=2ahUKEwiinKCTiKTxAhXGbDABHQTECFIQ

https://matematicasparaticharito.wordpress.com/2016/05/02/problemas-de-perimetro-y-area/

Momento 2_ ACTIVIDADES DE FORMALIZACIÓN Nuevos Conceptos para Aprender

NEUMATICA E HIDRAULICA

NEUMATICA

La neumática como una tecnología capaz de hacer uso del aire comprimido para automatizar procesos. Por regla general, dichos procesos suelen ser industriales, pero muy bien podrían ser de otra naturaleza. Hay que entender el aire comprimido como el aire que está bajo una influencia superior al aire atmosférico, es decir, su presión es superior. Asimismo, la composición química del aire es de oxígeno, anhídrido carbónico, vapor de agua y nitrógeno. Esta composición química resulta de gran importancia para nosotros porque: 1. Nos indica su nula volatidad, deflagación o explosividad. 2. El vapor de agua oxida los elementos mecánicos que componen cualquier circuito neumático. 3. La baja sensibilidad que tiene el aire al aumento de la temperatura. 4. La viscosidad del aire se incrementa cuando aumentamos su presión, lo cual incide directamente en el rozamiento de los elementos mecánicos, disminuyendo el rendimiento óptimo de toda la instalación neumática. Existen unos límites óptimos para trabajar con aire, por así decir, que son entre 6 y 8 bar 5. La neumática al necesitar forzosamente un aire con una presión superior a la atmosférica, resulta significativamente más cara que la tecnología eléctrica para producir trabajo efectivo. 6. El aire comprimido además de transmitir vapor de agua puede transmitir otro tipo de sustancias también perjudiciales para el equipo neumático.

Asimismo, si dotamos al aire de partículas de aceite en suspensión, estaremos engrasando los elementos mecánicos del circuito neumático. Para acabar de invertir el problema de la transmisión, podemos dotar al circuito neumático de filtros para recoger la suciedad del aire. 7. El hecho de poder limpiar el aire comprimido convierte a la neumática en una tecnología ideal para sectores como la alimentación o la farmacológica, frente a otra tecnología como puede ser la hidráulica, ésta es bastante más sucia en todos los sentidos. El aire se puede extraer al exterior, mientras que el aceite hay que recogerlo, por citar un ejemplo. 8. El circuito principal de suministro de aire comprimido no debe sobrepasar los 1000 metros, porque aumentaría considerablemente las pérdidas de aire comprimido, haciendo que la tecnología neumática no resulte práctica. 9. Resulta provechoso y aconsejable hacer uso de un sistema de almacenamiento de aire comprimido, sobre todo, en largas distancias, de esta forma se elimina las posibles fluctuaciones que podamos tener en el circuito neumático a consecuencia de la distancia, de pequeños vaivenes del compresor, etc. La neumática, más allá del aire comprimido. La neumática como tecnología es relativamente joven. Está en constante expansión, de hecho, algunas de las empresas que se dedican a la fabricación de elementos neumáticos hacen algunos de éstos elementos por encargo, es decir, el cliente se presenta en la empresa con un problema de automatismo neumático y la empresa, después de un riguroso estudio del problema planteado le da una posible solución al cliente. Esto hace que se incremente el número de elementos o dispositivos en neumática. Aún así, no es ni mucho menos preocupante, pues los principios físicos son los mismos. Hablando de principios físicos en neumática, desde aquí tendréis acceso a las páginas del formulario, los conceptos y las distintas leyes que se usan en esta tecnología, como pueden ser:

1. Las diferentes presiones, atmosférica, relativa y absoluta.

2. El teorema de hidrostática.

3. Las diferentes leyes de los gases ideales.

Presión.

es el cociente entre la fuerza normal que incide sobre una superficie o cuerpo y el

valor del cuerpo o la superficie. De esta forma obtenemos esta fórmula:

Existen varios tipos de presión.

1. Presión atmosférica.

Torricelli realizó un experimento que consistía en verter mercurio en un tubo de vidrio, colocó el tubo de vidrio en una cubeta rellena de mercurio, dejando la parte abierta del tubo dentro de la cubeta y la parte cerrada en el exterior de la cubeta. Realizando dichas operaciones, observó que el mercurio quedaba a determinada altura dentro del tubo. Pero lo curioso del experimento era que la altura en que quedaba el mercurio dentro del tubo, variaba dependiendo de la altitud y de ciertas condiciones climatológicas. Al hacerlo sobre el nivel del mar, la altura del mercurio alcanzaba los 760 mm. A este valor se le denominó 1 atmósfera. Por tanto, la presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera sobre todos los cuerpos de la tierra o que están en el interior de la atmósfera.

Peso específico. Se denomina peso específico de un gas o líquido al peso de la unidad de su volumen.

Tanto la temperatura como la presión influyen en el peso específico, por este motivo se acostumbra a indicar estos valores cuando se da el valor del peso específico, normalmente en Kg/m3 o en gr/cm3.

2. Presión absoluta y Relativa

Se denomina presión absoluta a la presión que soporta un sistema respecto al cero absoluto. (Temperatura mínima que se puede alcanzar y equivale a -273 °C, según los principios de la termodinámica. cero de la escala absoluta de temperatura, cuya unidad de medida es el grado Kelvin, (abreviado grado K, en honor al físico Lord Kelvin) Para poder decir que existe sobrepresión la presión absoluta debe ser superior a la presión atmosférica. A nivel del mar la presión atmosférica es de 760 mm de Hg =1.013 milibares.

El mm de Hg o sea milímetro de mercurio se define como la presión ejercida en la base de una columna de

un milímetro de altura de mercurio, y como la densidad de este metal es de 13,595 1 g/cm³, bajo la acción de

la gravedad normal (9,80665 m/s²), el mmHg equivale a 133,322 387

A medida que aumenta la altura disminuye la presión atmosférica, aproximadamente 1 mb por cada 9

metros o 110 mb por cada 1.000 metros

Sin embargo, cuando la presión absoluta es inferior a la presión atmosférica decimos que existe una

depresión.

3. Presión relativa. Para complicar un poco el asunto, diremos que la sobrepresión y la depresión son la PRESIÓN RELATIVA. Hay que tener en cuenta, que tanto la presión absoluta (Pab) como la presión relativa (Pr) están en función de la presión atmosférica (P0).

Leyes Aplicadas a la Tecnología Neumática

Ley de Boyle-Mariotte

En el siglo XVII tanto Robert Boyle como

Edmé Mariotte enunciaron la siguiente

ley:

“A una temperatura constante, los

volúmenes ocupados por una misma masa

gaseosa son inversamente proporcionales

a las presiones que soportan”.

Los gases son elásticos y se pueden comprimir, los líquidos no. Los gases cuando están encerrados tienden a ocupar el mayor espacio posible y ejercen una presión sobre el recipiente que ocupan. Aumentando la temperatura disminuimos

Ley de Gay-Lussacc.

Con esta ley se demuestra que un gas con presión constante, tiene un

volumen directamente relacionado con su temperatura.

Ley de Amonton.

el volumen. Esta ley es fundamental en neumática, pues nos indica el rendimiento que tendrá una instalación.

Ley de Poisson.

Aquí tenemos una

constante K que cambia con la presión y la

temperatura.

La ley nos explica que si no existe

intercambio de calor con el entorno, la

relación existente entre la presión absoluta

y el volumen que ocupa un gas, viene

expresado por la fórmula.

Un gas con un volumen constante, su

presión absoluta varía proporcionalmente

con su temperatura.

SIMBOLOGIA

Cilindros: El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa. Ejemplo de Aplicación: frenos de camiones y trenes. Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía.

Apertura de una puerta mientras le llega el aire, cuando deja de llegar la puerta se cierra por la acción del retorno del cilindro gracias al muelle.

Son motores de aire comprimido. Cuando les llega el aire comprimido giran. Pueden girar en un solo sentido o en los dos. Su velocidad y fuerza dependerá de la presión del fluido.

Las posiciones de las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados. La cantidad de cuadrados yuxtapuestos indica la cantidad de posiciones de la válvula distribuidora.

Veamos un ejemplo de funcionamiento de una

válvula 3/2.

Las conexiones (entradas y salidas) se representan por medio de trazos unidos a la casilla que esquematiza la posición de reposo o inicial (figura 3).

regulador de flujo: es un elemento que permite controlar el

paso del aire en un sentido, mientras que en el otro sentido

circula libremente

HIDRAULICA

Es la rama de la Física que se encarga de estudiar el comportamiento y el movimiento de los fluidos.

... Estudia los fluidos en reposo. ➢ Hidrodinámica o Dinámica de Fluidos.

Hidrostática.

La hidrostática es una rama de la física donde se estudian los fluidos en estado de reposo. Existen dos

principios básicos que tratan la hidrostática:

1. El principio de Arquímedes.

2. El principio de Pascal.

El principio de Arquímedes.

El principio de Arquímedes afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático e

incompresible será empujado con una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por dicho

objeto. Así, cuando un cuerpo se encuentra sumergido en el fluido se efectúa un empuje hidrostático

resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba mediante el centro

de la gravedad del cuerpo y de valor igual al peso del fluido desplazado.

El principio de Pascal.

Este principio nos dice que: el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible,

contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

Teorema de la Hidrostática.

Observando el dibujo, vemos dos moléculas de cualquier fluido. En la molécula A, la fuerza que ejerce sobre la pared del recipiente es normal a ella, de otra forma el líquido estaría en movimiento. En cambio, si observamos la molécula B nos daremos cuenta que la fuerza que ejerce sobre el resto de moléculas que la rodean, es nula, si no fuera de esta forma, el líquido se movería.

Gases ideales

El comportamiento de los gases es bastante más simple que el de los fluidos, por ello podemos predecir fácilmente su comportamiento en el presente y en el futuro de un gas cualquiera. La composición química del aire comprimido hace que lo podamos tratar como un gas ideal.

Si a través de cálculo matemático, llegaremos a la siguiente fórmula: La fórmula es la general para los gases ideales.

Propiedades de los Fluidos

Los fluidos, incluido el aire tiene unas series de propiedades y magnitudes para cuantificarlo. Algunas magnitudes que definen a los fluidos son la presión, el caudal y la potencia. Presión: se define como la relación entre la fuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo. Presión = Fuerza / Superficie Las unidades que se utilizan para la presión son: 1 atmósfera ≈ 1 bar = 1 kg/cm2 = 105 pascal Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa la unidad de superficie en la unidad de tiempo. Caudal = Volumen / tiempo Potencia: es la presión que ejercemos multiplicada por el caudal. W(potencia) = Presión x Caudal El aire comprimido que se emplea en la industria procede del exterior.

Se comprime hasta alcanzar una presión de unos 6 bares de presión, con respecto a la atmosférica (presión relativa). Los manómetros indican el valor de presión relativa que estamos utilizando.

Las ventajas que podemos destacar del aire comprimido son: -Es abundante (disponible de manera ilimitada). - Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios). -Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos). -Resistente a las variaciones de temperatura. - Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio). - Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.). Tecnología que emplea un líquido o fluido, bien agua o aceite (normalmente aceites especiales), como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. Básicamente consiste en hacer aumentar la presión de este fluido por medio de elementos del circuito hidráulico, por ejemplo con un compresor, para utilizarla como un trabajo útil normalmente en un elemento de salida, llamado cilindro. La hidráulica está relacionado con la mecánica de fluidos, que en gran parte es la que proporciona su fundamento teórico. La hidráulica es exactamente igual, solo cambia el fluido que va por dentro de los elementos. Si comparamos un sistema neumático con uno hidráulico podemos apreciar lo siguiente: - Al funcionar con aceite admite mucha más presión, con lo que también se puede efectuar más fuerza hidráulica. Por lo tanto cuando necesitemos un sistema con mucha fuerza usaremos el sistema hidráulico y no el neumático. - Es más fácil regular la velocidad de avance o retroceso de los cilindros, incluso se puede llegar a detener el cilindro hidráulico. - En los sistemas hidráulicos el aceite es en circuito cerrado. Para acabar diremos que estos sistemas tienen las desventajas de que son más sucios que los neumáticos, el aceite es inflamable y explosivo, que los elementos de los circuitos son más costosos que los neumáticos, el aceite es más sensible a los cambios de la temperatura que el aire, y que hay que cambiar el aceite cada cierto tiempo con el consiguiente gasto añadido. los líquidos en movimiento o bajo presión hicieron un trabajo útil para el hombre durante muchos siglos antes

de que el científico y filósofo francés Blaise Pascal y el físico suizo Daniel Bernoulli formularan las leyes en

las que se basa la moderna tecnología de energía hidráulica.

La ley o Principio de Pascal,

formulada alrededor de 1650, establece que la presión en un líquido se transmite por igual en todas las

direcciones. Es decir, cuando se fabrica agua para llenar un recipiente cerrado, la aplicación de presión en

cualquier punto se transmitirá a todos los lados del recipiente.

En la prensa hidráulica, La ley de Pascal se utiliza para ganar un aumento de fuerza; una pequeña fuerza

aplicada a un pistón pequeño en un cilindro pequeño se transmite a través de un tubo a un cilindro grande,

donde presiona igualmente contra todos los lados del cilindro, incluido el pistón grande.

El Principio de Pascal o Ley de Pascal lo define el siguiente enunciado:

“La presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”

Desglosemos el principio:

Fluido poco compresible: que al hacer una fuerza (presión) sobre el fluido (comprimirlo) su volumen se reduce muy poco. Si no se reduce nada es un fluido incompresible.

En equilibrio: que no se mueve. ¿Qué quiere decir esto?… Vamos a explicarlo con un ejemplo fácil para entenderlo de la mejor manera posible: Imaginemos que tenemos una bola hueca como la de la imagen y esta bola tiene diferentes agujeros. Si llenamos una jeringuilla de agua o cualquier otro fluido poco compresible y metemos la jeringuilla en uno de los agujeros de la bola y presionamos el fluido veremos cómo este fluido sale por todos los agujeros de la bola con la misma intensidad y presión. Esta sería una explicación práctica del principio de Pascal. La presión que ejercemos sobre la jeringuilla se transmite al líquido que hay dentro, y además se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y a todos los puntos de ese fluido. Cualquier presión aplicada externamente se transmite a todas las partes del fluido encerrado.

Si tenemos una vasija rellena de agua (o cualquier otro fluido poco compresible) con dos tapones de corcho y aplicamos una fuerza con un martillo a uno de los 2 tapones de corcho, vemos como el otro tapón sale disparado exactamente con la misma fuerza que hemos aplicado en el primer corcho (fuerza del golpe con el martillo).

Los corchos deben estar en contacto con el líquido y el recipiente completamente lleno de agua. Puedes hacer este ejemplo en casa, con cuidado siempre de no hacerte daño con el martillo. Si eres menor de edad, pregúntales siempre antes a tus padres o algún mayor que esté cerca para ayudarte. ¿Para Qué Sirve el Principio de Pascal? El Principio de Pascal nos sirve fundamentalmente para levantar pesos muy grandes con muy poca fuerza, como se demuestra en las prensas hidráulicas, elevadores, frenos…etc.

En el sector de la maquinaria industrial el Principio De Pascal se utiliza muchísimo. Veamos la explicación de todo esto con un ejemplo.

La Prensa Hidráulica La fórmula de la Presión (P) es: Presión = Fuerza/Área; P=F/A; Apliquemos el principio de pascal con una prensa hidráulica para levantar fácilmente un coche de 1.000 kg. Fíjate en la siguiente imagen de una prensa hidráulica o elevadora hidráulica:

En la imagen tenemos un coche de 1000 kg encima de un disco con un radio de 2 metros y por otro lado tenemos otro disco de 0.5 metros y luego el depósito lleno de agua. La presión o fuerza que tenemos que ejercer en el disco pequeño será la necesaria para poder elevar el coche de 1000 kg. Pero… ¿Cuál es? F1= Fuerza que tenemos que ejercer en el disco pequeño. A1 = El área o superficie del disco pequeño F2= Fuerza en el disco grande A2= Área o superficie del disco grande. Si el principio de Pascal nos dice que esas 2 presiones son iguales, es decir, la presión ejercida en el disco pequeño y la presión ejercida en el disco grande. P1 es la presión para el disco pequeño y P2 la presión para el disco grande, tenemos entonces:

P1 = F1/A1; P2 = F2/A2; Según Pascal las dos son iguales: F1/ A1 = F2/ A2 Recuerda: El área o superficie de un disco es pi por su radio al cuadrado. A1 = π R² = π 0,52 = 0,785 m² ; A2 = π R² = π 2² = 12,566 m² ; Recuerda que siempre hay que poner las dos áreas en la misma unidad dentro de la fórmula, mm2, cm2, m2, etc. OJO el dato que nos dan del coche, los 1.000Kg es su masa, ya que la unidad de fuerza es el Newton. La fuerza es igual a la masa por la gravedad, por lo tanto, primero tenemos que convertir estos 1.000Kg de

masa en peso o fuerza: F1 = m (masa) x g (gravedad) = 1000 kg x 9.8 m/ sg² = 9.800 Newton (N)

Conocemos las áreas y una fuerza, la que debe ser en el lado del coche para levantarlo, es decir 9.800N (F2). Sustituimos todos los valores conocidos en la fórmula de la igualdad de las dos presiones y tenemos: F1/0,785 = 9.800/12,566; Despejando F1 tenemos F1 = (F2/A2) * A1 introduciendo los datos anteriores: F1 = 612 N Esto quiere decir que solamente con aplicar una fuerza de 612 Newton podemos elevar un coche de 9.800N. Si ahora queremos expresar los Newtons en Kg, ya que en la práctica es lo que se suele utilizar, simplemente tenemos que dividir los newtons entre la gravedad, es decir entre 9,8: F1 = m1 x g; m1 = 612/9,8 = 62,4 Kg; F2 = m2 x g; m2 = 9.800/9,8 = 1.000Kg; Fíjate con un poco más de 62Kg podemos levantar un coche de 1.000Kg utilizando la prensa hidráulica y el principio de pascal.

La ley de Bernoulli,

Establece que la energía en un fluido se debe a la elevación, el

movimiento y la presión, y si no hay pérdidas debido a la

fricción y el trabajo no realizado, la suma de las energías

permanece constante.

Por lo tanto, la energía de velocidad, derivada del movimiento,

se puede convertir parcialmente en energía de presión al

ampliar la sección transversal de un tubo, lo que disminuye la

velocidad del flujo, pero aumenta el área contra la cual el fluido

está presionando.

Vasos Comunicantes

Si tenemos 2 tubos comunicados y echamos agua, el líquido del agua subirá por los dos tubos hasta alcanzar la misma altura en los dos tubos y se quedará en reposo. Si echamos más agua el líquido subirá la misma altura en los dos vasos. Esto se debe a

la presión atmosférica, ya que el aire de la atmósfera ejerce la misma presión en la

superficie de los vasos, equilibrándose el sistema al alcanzar el mismo nivelo altura. La

hidráulica se ha convertido en una de las principales tecnologías de transmisión de energía

utilizadas por todas las fases de la actividad industrial, agrícola y de defensa.

Los aviones y aeronaves modernas, por ejemplo, utilizan sistemas hidráulicos para activar sus controles y

para operar los trenes de aterrizaje y los frenos. Prácticamente todos los misiles, así como sus equipos de

apoyo en tierra, utilizan energía hidráulica.

.

El teorema de Torricelli o principio de Torricelli

es la aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través

de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el

caudal de salida de un líquido por un orificio. La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio,

es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el

centro de gravedad del orificio.

Ejemplo: Un dique tienen una fuga en un punto 20m, bajo la superficie. ¿cuál es la velocidad de salida?

Dado: h=20m G=9.8m/s2 V= √2(9.8m/s2 )(20m) ---- V= √2(196m2/ s2)

V= √2(392m2/ s2) ---- V= 19,79m/s

La 3ªLey de Newton y su aplicación La tercera ley del movimiento de Isaac Newton establece que “a toda acción se opone una reacción igual”.

Si saltamos desde una balsa al agua, la balsa retrocede, mientras nuestro cuerpo se desplaza hacia adelante. Esto es un ejemplo de la tercera ley de Newton puesto que hay acción (el salto) y reacción (el retroceso de la balsa). ... En este caso también se detecta una acción y una reacción. Los cohetes funcionan gracias al principio de acción y reacción enunciado en la tercera ley de Newton: los gases que salen por los motores empujan el cohete en dirección contraria. Esos gases se producen al mezclar oxígeno con el combustible. Un cohete de agua o un cohete de botella es un tipo de cohete de modelismo que usa agua como propelente de reacción. El agua es lanzada fuera por un gas a presión, normalmente aire comprimido, lo que impulsa el cohete, según la 3ª ley de Newton.

Ejercicios del Principio de Pascal Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio. Calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño. En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies o áreas y calculamos F1 despejando (la superficie podemos ponerla con A, o con S, es lo mismo). F1/S1 = F2/S2 S2 = π R2 = π 0,52 = 0,785 m2 S1 = π R2 = π 0,082 = 0,0201 m2 F2 = m g = 1000 · 9,8 = 9800 N Si multiplicamos en cruz y despejamos F1 = F2 · S1 / S2 introduciendo los datos anteriores: F1 = 251 N

Momento3_ACTIVIDAD DE EJECCUCION

PRACTICA

Resuelve

1. El área de un pistón en una bomba de fuerza es de 10cm2. ¿Qué fuerza se requiere para elevar agua con el pistón hasta una altura de 10m?

2. Calcula la fuerza obtenida en el émbolo mayor de una prensa hidráulica si en el menor se hacen 5 N y los émbolos circulares tienen triple radio uno del otro. Solución = 45N

3. Sobre el plato menor de la prensa se coloca una masa de 6 kg, calcula qué masa se podría levantar colocada en el plato mayor. Solución = 54Kg

4. ¿En qué aspecto coincide el principio de Torricelli con el principio de Bernoulli?

5. Explica mediante un ejemplo la tercera ley de newton.

¿Te gusto lo propuesto en la guía? ¿Por qué?

¿Consideras que se debe mejorar algo?

¿Tuviste alguna dificultad para comprender el contenido de la guía?,

¿Te has dado cuenta de que la inmensa mayoría de las cosas que solemos utilizar en casa tienen

aplicaciones del tema de neumática e hidráulica?? Escribe tres situaciones.

¿En que situaciones de la vida cotidiana se aplica el principio de Bournelli y de Torricelli

envía tu opinión al profesor que te corresponde en tecnología

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MEDIO Y FORMA DE RETROALIMENTACIÓN

- Evaluación de las actividades en las fechas acordadas.

- Encuentros virtuales programados de acuerdo al calendario de la página de la

- institución.

- Correo electrónico

REFERENCIA DE APOYO

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-

tic/21700290/helvia/sitio/upload/proyectoCOHETE_DE_AGUA.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=r4krjC20_Nc

https://www.youtube.com/watch?v=fSz5HJ4_aRA

https://es.wikipedia.org

https://diccionario.motorgiga.com › hidraulica

https://www.areatecnologia.com

https://juan0590.wordpress.com/primer-corte/biografias/daniel-bernoulli/aplicaciones-del-teorema-de-bernoulli-

en-la-vida-real/