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Ofimtica

5toSemestre

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INDICE

OBJETIVOS...4

INTRODUCCION...5

DENCIDAD.....6

Clculo de la densidad en los lquidos......7

Clculo de la densidad en los slidos.......8

Tipos de densidad.....9

Cambios de densidad..11

Medicin....12

Unidades de medida....13

PESO ESPECFICO....15

Unidades de medida....16

EMPUJE........17

Principio de Arqumedes.18

Unidades resultantes son ......19

Calculo de empuje en agua19

Calculo de empuje en aceite..19

Cuerpos sumergidos....20

PRESIN...21

La presin en los fluidos.....22

Unidades de presin....22

Unidades de medida, presin y sus factores de conversin....24

Presin absoluta y relativa......25

Presin hidrosttica e hidrodinmica.25

Presin de un gas.25

3

Propiedades de la presin en un medio fluido....26

Presin ejercida por los lquidos....27

Presin y profundidad..28

HIDROSTATICA...29

Caractersticas de los fluidos.....29

Principio de Pascal...30

Principio de Arqumedes.30

CONCLUCION..32

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS....33

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OBJETEIVOS

Identificar las caractersticas o propiedades de los diferentes estados de la

fsica.

Describir con claridad los diferentes conceptos fsicos.

Definir el papel de los modelos cientficos para comprender lo que sucede en

nuestro entorno.

Reconocer las destrezas empleadas por las personas que se dedican al

estudio de los fenmenos fsicos.

Valorar la importancia y la utilidad de estos conocimientos para la humanidad.

5

INTRODUCCION

Los seres humanos hemos tratado de explicar los sucesos que ocurren en nuestro

entorno, tanto en el ambiente, la vida personal y social. Para describir y estudiar los

fenmenos naturales con precisin, la fsica nos explica el por qu sucede. En esta

investigacin se dar a conocer algunos conceptos fsicos como (Densidad, Peso

especfico, Empuje, Presin e Hidrosttica). Describiremos con claridad los

diferentes conceptos fsicos.

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DENSIDAD

Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias

diferentes tienen ocupan distintos volmenes, as notamos que el hierro o el

hormign son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o

plstico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de

una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un

cuerpo, ms pesado nos parecer:

d = m/v

Densidad de un cuerpo = masa del cuerpo / Volumen que ocupa

Sus unidades sern en el S.I. kg./m

Es frecuente encontrar otras unidades, tales como g/c.c. ; g/l ; etc..

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen

que ocupa. As, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en

metros cbicos (m) la densidad se medir en kilogramos por metro cbico (kg/m).

Esta unidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado

pequea. Para el agua, por ejemplo, como un kilogramo ocupa un volumen de un

litro, es decir, de 0,001 m, la densidad ser de: 1000 kg/m

La mayora de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que,

de usar esta unidad, se estaran usando siempre nmeros muy grandes. Para

evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centmetro cbico

(gr./c.c.).

Las medidas de la densidad quedan, en su mayor parte, ahora mucho ms

pequeas y fciles de usar. Adems, para pasar de una unidad a otra basta con

multiplicar o dividir por mil.

Sustancia Densidad en kg/m Densidad en g/c.c.

Agua

Aceite

Gasolina

1000

920

680

1

0,92

0,68

7

Plomo

Acero

Mercurio

Madera

Aire

Butano

Dixido de carbono

11300

7800

13600

900

1,3

2,6

1,8

11,3

7,8

13,6

0,9

0,0013

0,026

0,018

La densidad de un cuerpo est relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotar

sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo

se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que

la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirn en la

gasolina, de densidad ms baja.

Clculo de la densidad en los lquidos

En el laboratorio, vamos a coger agua en un recipiente y, utilizando una probeta y la

balanza electrnica, vamos a calcular las masas que tienen diferentes volmenes de

agua; los vamos a anotar:

Masa de agua Volumen de agua

m1

m2

m3

V1

V2

V3

Hacemos otras medidas similares con aceite:

Masa de aceite Volumen de aceite

m4

m5

m6

V4

V5

V6

8

A continuacin, dividimos cada medida de la masa de agua por el volumen que

ocupa y lo mismo hacemos con las medidas obtenidas con el aceite.

Qu observaremos?

Masa / Volumen Masa / Volumen

m1/V 1 = d agua

m2/V 2 = d agua

m3/V 3 = d agua

m4/V 4 = d aceite

m5/V 5 = d aceite

m6/V 6 = d aceite

Que los cocientes obtenidos con las medidas del agua son iguales entre s, lo mismo

que ocurre con las del aceite; pero, comparadas las unas con las otras, veremos que

son diferentes.

Que hemos calculado en esos cocientes?

Hemos hallado la masa de la unidad de volumen de cada uno de estos cuerpos, es

decir, su densidad.

Clculo de la densidad en los slidos:

Para hallar la densidad, utilizaremos la relacin:

d = Masa / Volumen

Lo primero que haremos ser, determinar la masa del slido en la balanza.

Para hallar el volumen:

Cuerpos regulares: Aplicaremos la frmula que nos permite su clculo. Si es

necesario conocer alguna de sus dimensiones las mediremos con el calibre, la

regla o el instrumento de medida adecuado.

Cuerpos irregulares: En un recipiente graduado echaremos agua y

anotaremos su nivel. Luego, sumergiremos totalmente el objeto y volveremos

a anotar el nuevo nivel, la diferencia de niveles ser el volumen del slido.

Todas las medidas las realizaremos, por lo menos, tres veces y calcularemos la

media aritmtica para reducir errores.

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Tipos de densidad

Densidad absoluta.

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relacin entre la

masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional es

kilogramo por metro cbico (kg/m), aunque frecuentemente tambin es expresada

en g/cm. La densidad es una magnitud intensiva.

siendo , la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.

Densidad relativa

La densidad relativa de una sustancia es la relacin existente entre su densidad y la

de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin

unidades)

donde es la densidad relativa, es la densidad de la sustancia, y es la densidad

de referencia o absoluta.

Para los lquidos y los slidos, la densidad de referencia habitual es la del agua

lquida a la presin de 1 atm y la temperatura de 4 C. En esas condiciones, la

densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m, es decir, 1 kg/dm.

Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presin de 1 atm

y la temperatura de 0 C.

Densidad media y densidad puntual

Para un sistema homogneo, la expresin masa/volumen puede aplicarse en

cualquier regin del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.

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Sin embargo, un sistema heterogneo no presenta la misma densidad en partes

diferentes. En este caso, hay que medir la "densidad media", dividiendo la masa del

objeto por su volumen o la "densidad puntual" que ser distinta en cada punto,

posicin o porcin "infinitesimal" del sistema, y que vendr definida por:

Sin embargo, debe tenerse que las hiptesis de la mecnica de medios continuos

solo son vlidas hasta escalas de , ya que a escalas atmicas la densidad no

est bien definida. Por ejemplo, el tamao del ncleo atmico es cerca de y

en l se concentra la inmensa mayor parte de la masa atmica, por lo que su

densidad (2,31017 kg/m3) es muy superior a la de la materia ordinaria. Es decir, a

escala atmica la densidad dista mucho de ser uniforme, ya que los tomos estn

esencialmente vacos, con prcticamente toda la masa concentrada en el ncleo

atmico.

Densidad aparente

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de constitucin

heterognea, y entre ellos, los porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos

heterogneos con intersticios de aire u otra sustancia, de forma que la densidad total

de un volumen del material es menor que la densidad del material poroso si se

compactase. En el caso de un material mezclado con aire se tiene:

La densidad aparente de un material no es una propiedad intrnseca del material y

depende de su compactacin. La densidad aparente del suelo ( ) se obtiene

secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 105 C hasta peso

constante.

11

Donde:

WSS, Peso de suelo secado a 105 C hasta peso constante.

VS, Volumen original de la muestra de suelo.

Se debe considerar que para muestras de suelo que varen su volumen al momento

del secado, como suelos con alta concentracin de arcillas 2:1, se debe expresar el

contenido de agua que posea la muestra al momento de tomar el volumen.

En construccin se considera la densidad aparente de elementos de obra, como por

ejemplo de un muro de ladrillo, que contiene ladrillos, mortero de cemento o de yeso

y huecos con aire (cuando el ladrillo es hueco o perforado).

Cambios de densidad

En general, la densidad de una sustancia vara cuando cambia la presin o la

temperatura, y en los cambios de estado. En particular se ha establecido

empricamente:

Cuando aumenta la presin, la densidad de cualquier material estable tambin

aumenta.

Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la

presin permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a

esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua dulce crece entre el punto de

fusin (a 0 C) y los 4 C; algo similar ocurre con el silicio a bajas

temperaturas.[cita requerida]

El efecto de la temperatura y la presin en los slidos y lquidos es muy pequeo, por

lo que tpicamente la compresibilidad de un lquido o slido es de 106 bar1

(1 bar=0,1 MPa) y el coeficiente de dilatacin trmica es de 105 K1. Las

12

consideraciones anteriores llevan a que una ecuacin de estado para una substancia

ordinaria debe satisfacer las siguientes restricciones:

Por otro lado, la densidad de los gases es fuertemente afectada por la presin y la

temperatura. La ley de los gases ideales describe matemticamente la relacin entre

estas tres magnitudes:

(**)

donde es la constante universal de los gases ideales, es la presin del gas, su

masa molar y la temperatura absoluta. Eso significa que un gas ideal a 300 K

(27 C) y 1 atm duplicar su densidad si se aumenta la presin a 2 atm manteniendo

la temperatura constante o, alternativamente, se reduce su temperatura a 150 K

manteniendo la presin constante. Como puede comprobarse las relaciones (*)

tambin se satisfacen en (**)

Medicin

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la

obtencin indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y

posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una

balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y

midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un lquido,

entre otros mtodos.

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Los instrumentos ms comunes para medir la densidad son:

El densmetro, que permite la medida directa de la densidad de un lquido.

El picnmetro, que permite la medida precisa de la densidad de slidos,

lquidos y gases (picnmetro de gas).

La balanza hidrosttica, que permite calcular densidades de slidos.

La balanza de Mohr (variante de balanza hidrosttica), que permite la medida

precisa de la densidad de lquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de lquidos y gases es utilizar un

instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante. Cuyo frecuencia de

resonancia est determinada por los materiales contenidos, como la masa del

diapasn es determinante para la altura del sonido5

Unidades de medida

Las unidades de medida ms usadas son:

En el Sistema Internacional de Unidades (SI):

kilogramo por metro cbico (kg/m).

gramo por centmetro cbico (g/cm).

kilogramo por litro (kg/L) o kilogramo por decmetro cbico. La densidad del

agua es aproximadamente 1 kg/L (1000 g/dm = 1 g/cm = 1 g/mL).

gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm).

Para los gases suele usarse el gramo por decmetro cbico (g/dm) o gramo

por litro (g/L), con la finalidad de simplificar con la constante universal de los

gases ideales:

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En el Sistema anglosajn de unidades:

onza por pulgada cbica (oz/in)

libra por pulgada cbica (lb/in)

libra por pie cbico (lb/ft)

libra por yarda cbica (lb/yd)

libra por galn (lb/gal)

libra por bushel americano (lb/bu)

slug por pie cbico.

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PESO ESPECFICO

El peso especfico de un cuerpo o sustancia, es la relacin que existe entre el peso y

el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado slido, lquido o gaseoso. Es

una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia

ya que a medida que aumenta su peso tambin aumentara su volumen ocupado, al

igual que sucede con la densidad.

Pe = Peso / volumen

Pe = Peso especfico.

Esta constante tiene la importancia de ser una propiedad intensiva, ya que nos

permitir identificar a la sustancia.

Su expresin de clculo es:

siendo,

, el peso especfico;

, el peso de la sustancia;

, el volumen de la sustancia;

, la densidad de la sustancia;

, la masa de la sustancia;

, la aceleracin de la gravedad

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Unidades de medida

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) se expresa en newtons por metro

cbico: N/m3.

En el Sistema Tcnico se mide en kilogramosfuerza por metro cbico: kgf/m3.

En el SIMELA se expresa en newtons por metro cbico: N/m3.

Como el kilogramofuerza representa el peso de un kilogramo en la Tierra, el

valor numrico de esta magnitud, expresada en kgf/m3, es el mismo que el de la

densidad, expresada en kg/m3.

Por ende, est ntimamente ligado al concepto de densidad, que es de uso fcil en

unidades terrestres, aunque confuso segn el SI. Como consecuencia de ello, su uso

est muy limitado. Incluso, en fsica resulta incorrecto.[cita requerida]

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EMPUJE

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al

peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo (Arqumedes).

El segundo principio importante de la esttica de fluidos fue descubierto por el

matemtico y filsofo griego Arqumedes. La mayora de las veces se aplica al

comportamiento de los objetos en agua, y explica por qu los objetos flotan y se

hunden y por qu parecen ser ms ligeros en este medio. El principio de Arqumedes

permite determinar la densidad de un objeto cuya forma es tan irregular que su

volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa primero en el aire y

luego en el agua, la diferencia de peso ser igual al peso del volumen de agua

desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si ste est totalmente

sumergido. As puede determinarse fcilmente la densidad del objeto.

18

Principio de Arqumedes

Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a una fuerza

hacia arriba, o empuje. El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Aqu se

ilustra el principio en el caso de un bloque de aluminio y uno de madera. (1) El peso

aparente de un bloque de aluminio sumergido en agua se ve reducido en una

cantidad igual al peso del agua desplazada. (2) Si un bloque de madera est

completamente sumergido en agua, el empuje es mayor que el peso de la madera

(esto se debe a que la madera es menos densa que el agua, por lo que el peso de la

madera es menor que el peso del mismo volumen de agua). Por tanto, el bloque

asciende y emerge del agua parcialmente desplazando as menos agua hasta

que el empuje iguala exactamente el peso del bloque.

Los empujes no se pueden sumar, porque a la hora de que a alguna sustancia le

agregas otra (o algn objeto) provoca un empuje, al cual se debe restar el peso de la

sustancia u objeto para que salga el empuje total.

La frmula para calcular el empuje es la siguiente:

E= gv

Dnde:

E= empuje

= densidad de la sustancia que provoca el empuje (kg/m3)

g= aceleracin de la gravedad

v= volumen de la sustancia que recibe el empuje (m3)

19

Unidades resultantes son

El empuje es una fuerza y todas las fuerzas son medidas en Newtons.

Calculo de empuje en agua.

Calculo de empuje en aceite.

20

Cuerpos sumergidos

Sobre un cuerpo sumergido actan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia

abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.

Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso especfico, que

es igual a su peso dividido por su volumen.

Entonces, se pueden producir tres casos:

1. si el peso es mayor que el empuje ( P > E ), el cuerpo se hunde. Es decir, el

peso especfico del cuerpo es mayor al del lquido.

2. si el peso es igual que el empuje ( P = E ), el cuerpo no se hunde ni emerge. El

peso especfico del cuerpo es igual al del lquido.

3. Si el peso es menor que el empuje ( P < E ), el cuerpo flota. El peso especfico del

cuerpo es menor al del lquido.

Cuerpos sumergidos: tres casos.

21

PRESIN

La presin es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la

cual acta, es decir, equivale a la fuerza que acta sobre la superficie. Cuando sobre

una superficie plana de rea A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la

presin P viene dada de la siguiente forma:

En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier direccin y no estar

distribuida uniformemente en cada punto la presin se define como:

Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende

medir la presin. La definicin anterior puede escribirse tambin como:

dnde:

, es la fuerza por unidad de superficie.

, es el vector normal a la superficie.

, es el rea total de la superficie S.

El cociente entre la intensidad F de la fuerza aplicada perpendicularmente sobre una

superficie dada y el rea S de dicha superficie se denomina presin.

22

La presin en los fluidos

El concepto de presin es muy general y por ello puede emplearse siempre que

exista una fuerza actuando sobre una superficie. Sin embargo, su empleo resulta

especialmente til cuando el cuerpo o sistema sobre el que se ejercen las fuerzas es

deformable. Los fluidos no tienen forma propia y constituyen el principal ejemplo de

aquellos casos en los que es ms adecuado utilizar el concepto de presin que el de

fuerza.

Cuando un fluido est contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus

paredes y, por tanto, puede hablarse tambin de presin. Si el fluido est en

equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porcin de

superficie del recipiente, ya que de no serlo existiran componentes paralelas que

provocaran el desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hiptesis de

equilibrio. La orientacin de la superficie determina la direccin de la fuerza de

presin, por lo que el cociente de ambas, que es precisamente la presin, resulta

independiente de la direccin; se trata entonces de una magnitud escalar.

Unidades de presin

En el SI la unidad de presin es el pascal, se representa por Pa y se define como la

presin correspondiente a una fuerza de un newton de intensidad actuando

perpendicularmente sobre una superficie plana de un metro cuadrado. 1 Pa equivale,

por tanto, a 1 N/m2.

Existen, no obstante, otras unidades de presin que sin corresponder a ningn

sistema de unidades en particular han sido consagradas por el uso y se siguen

usando en la actualidad junto con el pascal. Entre ellas se encuentran la atmsfera y

el bar.

La atmsfera (atm) se define como la presin que a 0 C ejercera el peso de una

columna de mercurio de 76 cm de altura y 1 cm2 de seccin sobre su base.

23

Es posible calcular su equivalencia en N/m2 sabiendo que la densidad del mercurio

es igual a 13,6 103 kg/m3 y recurriendo a las siguientes relaciones entre

magnitudes:

Peso (N) = masa (kg) 9,8 m/s2

Masa = volumen densidad

Como el volumen del cilindro que forma la columna es igual a la superficie de la base

por la altura, se tendr:

Es decir:

1 atm = 1,013 105 Pa.

El bar es realmente un mltiple del pascal y equivale a 105 N/m2. En meteorologa

se emplea con frecuencia el milibar (mb) o milsima parte del bar 1 mb = 102 Pa.

1 atm = 1 013 mb

24

Unidades de medida, presin y sus factores de conversin

La presin atmosfrica media es de 101 325 pascales (101,3 kPa), a nivel del mar,

donde 1 Atm = 1,01325 bar = 101325 Pa = 1,033 kgf/cm y 1 m.c.a = 9,81 kPa.

Unidades de presin y sus factores de conversin

Pascal bar N/mm kp/m kp/cm atm Torr PSI

1 Pa

(N/m)

=

1 105 106 0,102 0,102

104

0,987

105

0,007

5

0,00014

503

1 bar

(10N/c

m) =

105 1 0,1 10200 1,02 0,987 750 14,5036

1

N/mm

=

106 10 1 1,02

105

10,2 9,87 7500 145,053

6

1

kp/m

=

9,81 9,811

05

9,8110

6

1 104 0,968

104

0,073

6

0,00142

2

1

kp/cm

=

9,81x10

4

0,981 0,0981 10000 1 0,968 736 14,2209

4

1 atm

(760

Torr) =

101325 1,0132

5

0,1013 10330 1,033 1 760 14,6948

0

1 Torr

(mmH

g) =

133,32 0,0013

332

1,3332

104

13,6 1,36x10

3

1,32x10

3

1 0,01933

6

1 PSI

(libra /

pulgad

6894,75

729

0,0689

48

0,00689

4

703,1

88

0,0703

188

0,0680

46

51,71

49

1

25

a

cuadra

da) =

Las obsoletas unidades manomtricas de presin, como los milmetros de mercurio,

estn basadas en la presin ejercida por el peso de algn tipo estndar de fluido bajo

cierta gravedad estndar. Las unidades de presin manomtricas no deben ser

utilizadas para propsitos cientficos o tcnicos, debido a la falta de repetibilidad

inherente a sus definiciones. Tambin se utilizan los milmetros de columna de agua.

Presin absoluta y relativa

En determinadas aplicaciones la presin se mide no como la presin absoluta sino

como la presin por encima de la presin atmosfrica, denominndose presin

relativa, presin normal, presin de gauge o presin manomtrica.

Consecuentemente, la presin absoluta es la presin atmosfrica (Pa) ms la presin

manomtrica (Pm) (presin que se mide con el manmetro).

Presin hidrosttica e hidrodinmica

En un fluido en movimiento la presin hidrosttica puede diferir de la llamada presin

hidrodinmica por lo que debe especificarse a cual de las dos se est refiriendo una

cierta medida de presin.

Presin de un gas

En el marco de la teora cintica la presin de un gas es explicada como el resultado

macroscpico de las fuerzas implicadas por las colisiones de las molculas del gas

con las paredes del contenedor. La presin puede definirse por lo tanto haciendo

referencia a las propiedades microscpicas del gas:

26

Para un gas ideal con N molculas, cada una de masa m y movindose con una

velocidad aleatoria promedio vrms contenido en un volumen cbico V las partculas

del gas impactan con las paredes del recipiente de una manera que puede calcularse

de manera estadstica intercambiando momento lineal con las paredes en cada

choque y efectuando una fuerza neta por unidad de rea que es la presin ejercida

por el gas sobre la superficie slida.

La presin puede calcularse entonces como

(gas ideal)

Este resultado es interesante y significativo no solo por ofrecer una forma de calcular

la presin de un gas sino porque relaciona una variable macroscpica observable, la

presin, con la energa cintica promedio por molcula, 1/2 mvrms, que es una

magnitud microscpica no observable directamente. Ntese que el producto de la

presin por el volumen del recipiente es dos tercios de la energa cintica total de las

molculas de gas contenidas.

Propiedades de la presin en un medio fluido

1. La fuerza asociada a la presin en un fluido ordinario en reposo se dirige

siempre hacia el exterior del fluido, por lo que debido al principio de accin y

reaccin, resulta en una compresin para el fluido, jams una traccin.

2. La superficie libre de un lquido en reposo (y situado en un campo gravitatorio

constante) es siempre horizontal. Eso es cierto solo en la superficie de la

Tierra y a simple vista, debido a la accin de la gravedad constante. Si no hay

acciones gravitatorias, la superficie de un fluido es esfrica y, por tanto, no

horizontal.

3. En los fluidos en reposo, un punto cualquiera de una masa lquida est

sometida a una presin que es funcin nicamente de la profundidad a la que

27

se encuentra el punto. Otro punto a la misma profundidad, tendr la misma

presin. A la superficie imaginaria que pasa por ambos puntos se llama

superficie equipotencial de presin o superficie isobrica.

Presin ejercida por los lquidos

La presin que se origina en la superficie libre de los lquidos contenidos en tubos

capilares, o en gotas lquidas se denomina presin capilar.

Se produce debido a la tensin superficial. En una gota es inversamente proporcional

a su radio, llegando a alcanzar valores considerables.

Por ejemplo, en una gota de mercurio de una diezmilsima de milmetro de dimetro

hay una presin capilar de 100 atmsferas. La presin hidrosttica corresponde al

cociente entre la fuerza normal F que acta, en el seno de un fluido, sobre una cara

de un cuerpo y que es independiente de la orientacin de sta.

Depende nicamente de la profundidad a la que se encuentra situado el elemento

considerado. La de un vapor, que se encuentra en equilibrio dinmico con un slido o

lquido a una temperatura cualquiera y que depende nicamente de dicha

temperatura y no del volumen, se designa con el nombre de presin de vapor o

saturacin.

La presin depende no slo de la magnitud de la fuerza, sino de la superficie sobre

la cual se ejerce dicha fuerza. Un clavo afilado penetra ms que otro, recibiendo los

dos el mismo golpe de martillo

28

Presin y profundidad

La presin en un fluido en equilibrio aumenta con la profundidad, de modo que las

presiones sern uniformes slo en superficies planas horizontales en el fluido.

Por ejemplo, si hacemos mediciones de presin en algn fluido a ciertas

profundidades la frmula adecuada es

Es decir, la presin ejercida por el fluido en un punto situado a una profundidad h de

la superficie es igual al producto de la densidad d del fluido, por la profundidad h y

por la aceleracin de la gravedad.

Si consideramos que la densidad del fluido permanece constante, la presin, del

fluido dependera nicamente de la profundidad. Pero no olvidemos que hay fluidos

como el aire o el agua del mar, cuyas densidades no son constantes y tendramos

que calcular la presin en su interior de otra manera.

29

HIDROSTATICA

La hidrosttica es la rama de la mecnica de fluidos que estudia los fluidos en estado

de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posicin en

contraposicin a la dinmica de fluidos.

Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de adaptarse

a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre de

fluidez.

Son fluidos tanto los lquidos como los gases, y su forma puede cambiar fcilmente

por escurrimiento debido a la accin de fuerzas pequeas.

Caractersticas de los fluidos

Se denomina fluido a aqul medio continuo formado por alguna sustancia entre

cuyas molculas slo hay una fuerza de atraccin dbil. La propiedad definitoria es

que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas

restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal

diferencia con un slido deformable, donde s hay fuerzas restitutivas).

Los estados de la materia lquido, gaseoso y plasma son fluidos, adems de algunos

slidos que presentan caractersticas propias de stos, un fenmeno conocido como

solifluxin y que lo presentan, entre otros, los glaciares y el magma.

Las caractersticas principales que presenta todo fluido son:

Cohesin. Fuerza que mantiene unidas a las molculas de una misma

sustancia.

Tensin superficial. Fenmeno que se presenta debido a la atraccin entre las

molculas de la superficie de un lquido.

Adherencia. Fuerza de atraccin que se manifiesta entre las molculas de dos

sustancias diferentes en contacto.

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Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un lquido y una pared

slida, debido al fenmeno de adherencia. En caso de ser la pared un

recipiente o tubo muy delgado (denominados "capilares") este fenmeno se

puede apreciar con mucha claridad.

Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrosttica son el

principio de Pascal y el principio de Arqumedes.

Principio de Pascal

El principio de Pascal es una ley enunciada por el fsico y matemtico francs Blaise

Pascal (16231662) que se resume en la frase: el incremento de la presin aplicada

a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un lquido

incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo

valor a cada una de las partes del mismo.

Es decir, que si se aplica presin a un lquido no comprimible en un recipiente

cerrado, esta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este

tipo de fenmeno se puede apreciar, por ejemplo, en la prensa hidrulica o en el gato

hidrulico; ambos dispositivos se basan en este principio. La condicin de que el

recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presin no

acten deformando las paredes del mismo en lugar de transmitirse a todos los

puntos del lquido.

Principio de Arqumedes

El principio de Arqumedes establece que cualquier cuerpo slido que se encuentre

sumergido total o parcialmente en un fluido ser empujado en direccin ascendente

por una fuerza igual al peso del volumen del lquido desplazado por el cuerpo slido.

El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido,

ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, ste flotar

y estar sumergido solo parcialmente.

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Los lquidos tienen forma variable, volumen constante, son poco compresibles, y

ejercen, a causa de su peso, presiones sobre las paredes del recipiente que los

contienen.

Se deforman con facilidad y su superficie libre tiene forma definida. Los gases no

tienen volumen constante y son fcilmente compresibles.

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CONCLUCION

A lo largo de la investigacin llegue a la conclusin de describir y definir cada uno de

los conceptos fsicos. La densidad es una caracterstica de cada sustancia como los

lquidos y slidos homogneos. Su densidad, prcticamente, no cambia con la

presin y la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones

de estas magnitudes. El Peso Especfico es la relacin que existe entre el peso y el

volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado slido, lquido o gaseoso. El

empuje, es la fuerza que acta hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto

cuando ste se encuentra en el agua. La presin representa la intensidad de la

fuerza que se ejerce sobre cada unidad de rea de la superficie considerada. Cuanto

mayor sea la fuerza que acta sobre una superficie dada, mayor ser la presin, y

cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada, mayor ser entonces la presin

resultante y la hidrosttica es la parte de la fsica que estudia los fluidos en reposo.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://concepto.de/densidad/

http://definicion.de/peso-especifico/

https://es.wikipedia.org/wiki/Peso_espec%C3%ADfico

http://proyecto-de-fisica.blogspot.mx/2011/07/peso-especifico.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Empuje

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ArquimedesEmpuje.htm

http://es.thefreedictionary.com/empuje

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.ht

ml

https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://definicion.de/presion/

http://definicion.de/presion-hidrostatica/

https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrost%C3%A1tica