Estática de Fluidos - UNR · Estática de Fluidos ... Disponemos de dos pistones unidos por una...
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Estática de Fluidos
Física I – 2020 Teórico 2 Dra. Bibiana Riquelme
Temario Distintos estados de la materia.
Densidad, densidad relativa y Peso específico.
Definición de presión. Presión absoluta.
Presión en el interior de un fluido en reposo.
Presión atmosférica.
Teorema fundamental de la hidrostática.
Teorema de Pascal.
Medida de la presión atmosférica: Barómetro
Manómetro. Presión manométrica
Teorema de Arquímedes.
Videos recomendados
https://www.youtube.com/watch?v=QiRWrorKIos (introducción)
https://www.youtube.com/watch?v=M5RWKv5up0A (tema completo)
https://www.youtube.com/watch?v=mwwBeDBh_ik (experimentos de ejemplos)
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Densidad
Peso específico
https://www.youtube.com/watch?v=sy1_rVAzZBU (definición de densidad) https://www.youtube.com/watch?v=jyPaO9gd2N0 (definiciones densidades y peso específico,
aplicación al petróleo) https://www.youtube.com/watch?v=P9mMYYq493c (el material más caro del mundo) https://www.youtube.com/watch?v=ArF5H_Ci3Uw (el sólido más liviano del mundo)
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Medición de densidades“Densimetría”
Videos recomendados
https://www.youtube.com/watch?v=ftIlmadC-qY (1 mL = 1 cm3)
https://www.youtube.com/watch?v=BS4EUg1Y4e4
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Presión
Superficie plana y finita de área S
Videos recomendadoshttps://www.youtube.com/watch?v=SFcLbAe1P1w (definición de presión, experiencias)https://www.youtube.com/watch?v=_B73BMWz0a0 (definición y unidades)https://www.youtube.com/watch?v=21TFTDegx4U (truco con un globo)https://www.youtube.com/watch?v=k1d_gzpaaTA (fuente de agua)
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pa = 1.013 hectoPa
pa
pa
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Presión atmosférica
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https://www.youtube.com/watch?v=d7xvPQMrMdo (definición, experiencias)
https://www.youtube.com/watch?v=hVBLseIXMnY (Patm y clima)
https://www.youtube.com/watch?v=wgVBtC7r9m4 (¿por qué no nos aplasta la atmósfera?)
https://www.youtube.com/watch?v=AOATkurRT8I (Patm en la Tierra y en otros lugares)
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https://www.biolaster.com/blogs/hipoxia/2017/02/18/altitud-hipoxia-concentracion-oxigeno/
Altitud, Hipoxia y Concentración de Oxígeno
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Ecuación fundamental de la hidrostática
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https://www.youtube.com/watch?v=lphGd1wf5aQ (definiciones y Ecuación)
https://www.youtube.com/watch?v=V2b0-YCBWBI (definiciones y Ecuación)
https://www.youtube.com/watch?v=8ZEFTaMGAxc (ejercicios resueltos)
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Experiencia de los vasos comunicantes
Videos recomendados
https://www.youtube.com/watch?v=UVddwlBfWss
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El líquido siempre alcanza el mismo nivel y los puntos dentro de este líquido que se
encuentran a la misma profundidad h soportan la misma presión.
A, B, C y D son puntos que pertenecen al mismo líquido y están al mismo nivel,
soportarán igual presión. Por lo tanto, se cumple:
PA = PB = PC = PD = liquido . g . h + Patm
• Bajo este principio los albañiles utilizan los extremos de una manguera con H2O para
verificar si el muro construido está nivelado.
• Asimismo, en forma aproximada, el nivel de todos los mares y océanos del mundo son
iguales y se toman como referencia para indicar la altitud de una ciudad o un accidente
geográfico.
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Si se emplean dos líquidos de diferentes densidades y no miscibles, entonces las
alturas serán inversamente proporcionales a las respectivas densidades.
Teniendo en cuenta que
p1 = p2
resulta
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Principio de Pascal
Toda presión que se ejerce a un fluido encerrado
dentro de un recipiente se transmite por igual a
todos los puntos del fluido y a las paredes del
recipiente que lo contiene
Videos recomendados:https://www.youtube.com/watch?v=NiwFPeEl6po
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p1 = p2 porque la presión interna es la misma para todos lo puntos
F1 / A1 = F2 / A2
F1 . A2 = F2 . A1 como A1 < A2 entonces F2 > F1
Prensa hidráulica
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Ejemplo
Disponemos de dos pistones unidos por una tubería de secciones
S1= 10 mm2 y S2 = 40 mm2. Si necesitamos levantar un objeto con una
fuerza F2= 40 N sobre el pistón segundo. ¿Cuál será la fuerza F1, que
debemos realizar sobre el primer pistón ?
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Barómetro de mercurio: Experiencia de Torricelli
1 atm =
760 mm Hg =
760 torr =
101,3 kPa
1 bar = 100 kPa
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Manómetro de tubo abierto
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Principio de Arquímedes
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https://www.youtube.com/watch?v=rcqFl50n8nk (Biografía)
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Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta una
fuerza vertical hacia arriba llamada Empuje, que es
igual al peso del líquido desplazado por el cuerpo.
Principio de Arquímedes
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Peso aparente
Ejemplo: si al colgar la piedra del dinamómetro este indica que el peso de la piedra
es de 10 N (a) y al sumergirla en agua (b) indica 8 N, ello se debe a que sobre la
piedra, además de la fuerza de gravedad, está actuando el empuje que ejerce el
agua. El peso de la piedra es 10 N, su peso aparente 8 N y el empuje 2 N
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En la figura se ilustra un trozo de madera que flota en equilibrio sobre el
agua. ¿Qué parte de él sobresale del agua?
densidad de la madera es 0,42 g/cm3
x = 4,64 cm.
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El empuje también actúa sobre los cuerpos sumergidos en la atmósfera
Estimar el empuje E que el aire le aplica a una persona cuya masa es m = 60 kg y
suponiendo que su densidad es igual a la del agua. Considera que la densidad del
aire es aire =1,29 kg/m3.Ayuda: Con los datos se puede determinar el volumen de la persona como paso intermedio
(Resultado del volumen Vol = 0,06 m3)
Resultado: Módulo: E = 0,77 N ; dirección y sentido: en la vertical hacia arribaEste resultado demuestra que el empuje que recibe la persona al estar sumergida en la
atmósfera terrestre se puede despreciar si se lo compara con los 600 N de su peso.
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Por ejemplo, un globo lleno de helio, como el que sostiene la persona de la
figura, asciende porque el empuje que el aire le aplica es mayor que su peso,
como ocurre con los globos aerostáticos
https://www.youtube.com/watch?v=Ea-1qrn5Tfwhttps://www.youtube.com/watch?v=ipAjvTHBj6Mhttps://www.youtube.com/watch?v=EfNOcjSGgv8
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Experimentos en casa
https://www.youtube.com/watch?v=b02XSKza9eg(lámpara de colores en casa)
https://www.youtube.com/watch?v=ZL30PJ1fF6Q
https://www.youtube.com/watch?v=pc4qf5WeDso
https://www.youtube.com/watch?v=vaVccA8WEC0
https://www.youtube.com/watch?v=YPmbFtF3zBA
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