Fisica Basica Hidrostatica fisica basicaa PDF

Preview

Summary

espero que pueda ayudarte, me esforce bastante haciendo esta practica, y saque buena nota...

Description

FISICA BASICA (FIS-018) NOMBRE: Natacha Linares Castillo MATRICULA: 100614758 SECCION: 322 FECHA: 2/5/2021 HIDROSTATICA . DESARROLLAR: 1.- ¿Qué son los fluidos? Es cualquier sustancia que tiene la capacidad de drenar. un fluido es una sustancia que se deforma continuamente (fluye) bajo la aplicación de una tensión tangencial, por muy pequeña que sea. 2.- ¿Que estudia la Hidromecánica? La Hidromecánica es la rama de la física que se ocupa de las fuerzas que actúan sobre los fluidos (líquidos y gases). 3.-Ramas se divide la Hidromecánica. se divide en dos fases: una es la hidrodinámica que estudia los fluidos en movimiento y la hidrostática que estudia los fluidos en reposo. 4.-Defina: a) Hidrostática Es la rama de la hidráulica que estudia los fenómenos asociados a los fluidos que se encuentran confinados en algún tipo de contenido. b) Hidrodinámica Es la rama de la hidráulica que estudia la dinámica de los fluidos. c) Neumática Es la rama de la mecánica que estudia el equilibrio y movimiento de flujos gaseosos, además es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. 5.- ¿Cuáles son los principales estados en que se presenta la materia en la naturaleza? Solido: cuyas partículas están unidas mediante fuerzas de interacción bastantes consistentes, lo que le permite mantener una forma fija. Liquido: cuyas partículas están unidos mediante fuerzas de interacción más débiles que en los sólidos, adaptando su forma al recipiente que los contiene.

Gases: cuyas partículas están aún más débilmente unidas que a los líquidos, expandiéndose ocupando todo el volumen del recipiente que los contiene. 6.-Enumere las principales características de: a) Los solidos 1. Se caracteriza porque opone resistencia a cambios de forma y de volumen. 2. Sus partículas se encuentran juntas y también se ven correctamente ordenadas. 3. La química del estado sólido se especializa en la síntesis de nuevos materiales. b) Los líquidos 1. Los líquidos carecen de una forma definida, por lo que adquieren la que les imprima su contenedor. 2. La fluidez es una de las principales características de los líquidos y gases, que determina su capacidad para abandonar un recipiente en favor de otro a través de conductos estrechos o de forma variable, ya que las partículas de las sustancias en estos estados de agregación carecen de memoria de forma, es decir, no insisten en una forma determinada, como los sólidos. 3. Se denomina viscosidad a la resistencia a fluir que ejercen las fuerzas internas de un líquido, que enlentecen más o menos su deformación cuando se lo vierte fuera de su recipiente o se lo pone en marcha. c) Los gases 1. 2. 3. 4. 5.

Ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. Son Miscibles y forman mezclas. Su comportamiento se define por la temperatura y la presión. Presión: Relación entre la magnitud de la fuerza y la superficie sobre la que se aplica Las moléculas de los gases ejercen presión sobre las paredes del recipiente que los contiene.

d) Coloides 1. Los coloides son sistemas no homogéneos en los que existe una diferencia importante entre el tamaño de las fases. 2. Los coloides no son filtrables, o sea, no pueden separarse sus fases mecánicamente. 3. Poseen viscosidad, es decir, resistencia interna al movimiento, dependiendo de qué tanta fuerza de atracción haya entre sus fases. 4. Son excelentes adsorbentes ya que poseen fuerzas de Van der Waals y enlaces atómicos libres, capaces de captar otras sustancias y retenerlas. e) Plasma 1. Las partículas del plasma consisten en átomos cargados positivamente, mejor conocidos como cationes (+), y en electrones (-). En el estado plasmático de la materia no se habla de moléculas. 2. El estado plasma se forma, principalmente, cuando un gas se ioniza resultado de su exposición a temperaturas muy altas. 3. El plasma tiene la característica de ser quasineutral (casi neutro).

7.- ¿Qué es la densidad o masa especifica de una sustancia? Escriba su expresión matemática y cuáles son sus unidades en los sistemas internacional y CGS. La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico. P=m/v 8.- ¿Qué ocurre con la densidad de una sustancia al trasladarla de un lugar a otro?

9.- ¿Qué es el peso específico de una sustancia? Escriba la expresión matemática y diga sus unidades en los sistemas Internacional y CGS. El peso específico de una sustancia es la relación entre el peso de un cuerpo y el volumen que ocupa. La unidad de peso específico en el S.I es N / m3 Pe=peso/v 10.- ¿Qué es la presión? Escriba su expresión matemática y diga cuáles son sus unidades en los sistemas Internacionales y CGS. La presión es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. La unidad de la presión en el S.I N/ m3= pascal P=F/A 11.- ¿Qué ocurre con la presión si aumentamos la fuerza que actúa sobre una superficie? Se debe hacer notar que, si la fuerza aumenta, manteniendo constante el área sobre la cual se aplica, la presión también aumenta. ... De igual manera, la presión decrece ya sea disminuyendo la fuerza aplicada o aumentando el área sobre la cual se aplica la fuerza. 12.- ¿Qué ocurre con la presión si aumenta el área o superficie sobre la cual actúa la fuerza? Al analizar la relación matemática anterior, verás que la presión es inversamente proporcional al área sobre la que actúa una fuerza, es decir, si el área sobre la que esta es ejercida disminuye, entonces la presión, debido a la fuerza, aumenta. En caso contrario, si el área aumenta, la presión disminuye. 13.- ¿Qué es la presión Hidrostática? La presión hidrostática es la presión que se somete un cuerpo sumergido en un fluido, debido a la columna de líquido que tiene sobre él. donde r es la densidad del fluido, g es la gravedad y h es la altura de la superficie del fluido. 14.- ¿Cómo es la presión hidrostática con relación a las paredes del recipiente y de cualquier objeto que se encuentre dentro del fluido? El fluido ejerce una presión sobre el fondo y las paredes del recipiente y sobre la superficie del objeto sumergido en él. ... La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra.

15.- ¿Cómo es la presión hidrostática en todos los puntos que se encuentran a la misma profundidad en un fluido en reposo? El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión en un punto del interior de un fluido (presión hidrostática) es directamente proporcional a su densidad, a la profundidad que se encuentre dicho punto y a la gravedad del sitio en el que se encuentre el fluido. 16.- ¿Qué ocurre con la presión hidrostática si aumente la profundidad? La presión ejercida en un fluido estático depende solamente de la profundidad del fluido, la densidad del fluido y la aceleración de la gravedad. ... La presión del líquido a una profundidad determinada no depende de la masa total o el volumen total del líquido. 17.- ¿Qué es la presión atmosférica? La presión atmosférica es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire que forma la atmósfera sobre la superficie terrestre. El valor de la presión atmosférica sobre el nivel del mar es de 101 325 Pa. 18.- ¿Quién determino el valor de la presión atmosférica? El experimento de Torricelli fue un proyecto realizado en 1642 por el físico y químico italiano Evangelista Torricelli en un laboratorio que logró medir la presión atmosférica por primera vez. 19.-Exponga brevemente sobre la forma en que Torricelli determino el valor de la presión atmosférica. Torricelli, llenó con mercurio un tubo de 1 metro (100 cm) de largo, cerrado por uno de los extremos y lo invirtió sobre una cubeta llena de mercurio, de inmediato la columna de mercurio bajó varios centímetros, permaneciendo estática a unos 76 cm (760 mm) de altura. 20.- ¿Cuál es el valor de la presión atmosférica a nivel del mar? La presión atmosférica normalizada, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr. 21.- ¿Qué ocurre con la presión atmosférica a medida que aumenta la altura? A mayor altura, menor cantidad de aire queda por encima de nuestras cabezas, que por tanto pesa menos y ejerce menor presión. 22.- ¿Qué es la presión absoluta? Escriba su expresión matemática. Se llama presión manométrica o presión relativa a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Pa = ρ.g.h 23.-Enuncie el principio de pascal. Escriba su expresión matemática. ” La diferencia de presión a la que se somete un fluido en reposo, se distribuye totalmente a cada punto del fluido y las paredes del recipiente que lo contiene.” F1/A1=F2/A2

24.-Mencione algunas aplicaciones del principio de Pascal. Una de las aplicaciones tecnológicas más importantes del principio de Pascal se encuentra en el sistema hidráulico, que es un sistema de fluido cerrado utilizado para ejercer fuerzas. Los sistemas hidráulicos más comunes son aquellos que operan frenos de automóviles.

25.- ¿Qué conseguimos al utilizar los aparatos hidráulicos? resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseño de presas de embalse, bombas y turbinas. En otros dispositivos como boquillas, válvulas, surtidores y medidores se encarga del control y utilización de líquidos. 26.-Enuncie el principio de Arquímedes. Escriba su expresión matemática. Establece que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del fluido E=p v g E= Pp-Pa 27.- ¿Qué es el peso real? Es el peso del objeto fuera del fluido. 28.- ¿Qué es el peso aparente? Es el peso que aparenta tener el objeto dentro del fluido 29.- ¿Qué obtenemos si hallamos la diferencia entre el peso real y el peso aparente? La fuerza de empuje 30.- ¿Qué ocurre si colocamos un objeto en un fluido? Cuando un cuerpo se sumerge en un fluido, se desaloja parte de este y de acuerdo al volumen de fluido que desaloje, mayor será la fuerza de empuje que recibirá el cuerpo. A) Si la densidad el objeto es mayor a la del fluido. si el objeto es más denso que el fluido en el cual está sumergido, el objeto se hundirá B) b) Si la densidad el objeto es menor a la del fluido. Si la densidad del objeto es menor que la del líquido desplazado, el objeto flota; si es mayor, se hunde C) c) Si la densidad el objeto es igual a la del fluido. Si la densidad del objeto es igual a la del fluido en el cual está sumergido, el objeto no se hundirá ni flotará.

HIDRODINAMICA. 1.-Defina los siguientes términos: a) Flujo de un fluido. El flujo de fluidos o mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos, las fuerzas que provocan el movimiento, así como la interacción entre el fluido y el contorno que lo limita. b) Flujo estable Se entiende por flujo de régimen estable cuando en cada punto del fluido la velocidad permanece constante a través del tiempo, de tal manera que cada partícula que pasa por ese punto tendrá dicha velocidad. c) Flujo turbulento se llama flujo turbulento al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en el que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas 2.- ¿Cómo es la velocidad de las diferentes partículas de un fluido que pasan por un determinado punto en el flujo estable? Como en un flujo estacionario la velocidad en un punto es constante en el tiempo, todas las partículas del fluido que llegan a un determinado punto seguirán moviéndose a lo largo de la línea de corriente que pasa por ese punto 3.- ¿Qué es el caudal? Expresión matemática y unidades en los sistemas Internacional y CGS. En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto por unidad de tiempo. Q=V/t Normalmente se mide el volumen en litros y el tiempo en segundos. 4.- ¿Que establece la ecuación de continuidad? Escriba su expresión matemática. La ecuación de continuidad es la relación que existe entre el área y la velocidad que tiene un fluido en un lugar determinado y que nos dice que el caudal de un fluido es constante a lo largo de un circuito hidráulico. Q1 = Q2 ⇒ S1ㆍv1 = S2 ㆍv2 5.- ¿Qué son vasos comunicantes? vasos comunicantes es el nombre que recibe un conjunto de recipientes comunicados por su parte inferior, superior o lateral y que contienen un líquido homogéneo; se observa que cuando el líquido está en reposo alcanza el mismo nivel en todos los recipientes, sin influir la forma y volumen de estos. 6.- ¿Cómo es la superficie de un líquido en reposo en un sistema de vasos comunicantes? Si en un conjunto de vasos comunicantes se vierte un líquido homogéneo cualquiera, y se deja en reposo, se observa que, sin importar la forma o el volumen de los vasos, la superficie superior del líquido en todos ellos alcanza el mismo nivel. 7.-Cuando vertimos un líquido en un sistema de vasos comunicantes ¿Cómo es el nivel del líquido en todos los recipientes?

Es el mismo nivel de líquido en todos los recipientes 8.-Enumere algunas aplicaciones de los vasos comunicantes. Las esclusas, los canales o cursos de agua entre ríos o mares, los municipios utilizan los vasos comunicantes para llevar agua a las casas, en el baño se utiliza el sifón, que sirve para trasvasar agua y aislar, el manómetro, la prensa hidráulica. 9.-Suponga que, en un sistema de vasos comunicantes de dos recipientes, en uno se vierte agua y del otro lado aceite, sabiendo que la densidad del aceite es menor que la del agua. a) ¿Cuál de estos fluidos alcanza mayor altura? b) ¿Qué relación existe entre las densidades y la altura de cada fluido? Escriba la expresión matemática de esta relación. REALICE LOS SIGUIENTES EJERCICIOS: 1.-Calcule la densidad de un cuerpo si la masa es 60g. Si su volumen es 12cm3. D=m/v D= 60g/12cm3 D=5g/cm3 2.- La superficie de una mesa rectangular tiene un área de 2.5m de largo y 1.5 metros de ancho, si sobre ella se ejerce una fuerza de 8.82x103N, halle la presión que dicha fuerza ejerce sobre la mesa. A=2.5 m x 1.5 m = 3.75m2 3.-Un cuerpo pesa 275Newton en el aire, se sumerge en agua y su peso aparente es 245 Newton. Calcule el empuje que recibe el cuerpo E= PR-PA = 275N – 245N =30N 4.- La masa de un cuerpo es 160g. Si en una probeta se echan 90 cm3 de agua y al introducir el cuerpo el nivel del agua aumenta a 115 cm3, determine la densidad del cuerpo. V=Vf-Vi= 115-90= 25 cm3 5.- La superficie de una mesa rectangular tiene un área de 2.6m de largo y 1.25 metros de ancho, si sobre ella se ejerce una presión de 8.82x103N/m2, Halle la fuerza que se ejerce sobre la mesa. P=F/A F=P X A =8.82 X 103 N/M2 X 3.25M2=2.87X104N A=2.6m x 1.25m = 3.25m2

6.-La densidad del agua es 1.0x103 kg/m3 = 1000Kg/m3, el volumen inicial de agua en una probeta es 30ml y al introducir el cuerpo aumente a 65 ml, determine El empuje que recibe dicho cuerpo. (Use g= 9.8m/s2). E= D. g v= 103x9.8x3.5x10-5= 0.34N V=Vf-Vi= 65ml -30ml = 35ml=35cm3=35 x 10-8 m3=3.5 x 10 -5 m3

7.- Entra agua a una tubería con un área a la entrada de 5.0 cm2, y entra con velocidad de 30cm/s, a la salida la tubería se ancha y tiene un área de 20cm2. Halle la velocidad del agua a la salida de la tubería. Q1=Q2

A1x v1= A2x V2

V2=A1 x A1/A2= 5.0 X 30/ 20= 7.5cm/seg

8.-Halle el valor de la masa en kilogramos y del peso en Newton de 1.0cm3 de agua. 1.0 cm3 de agua=1g de agua = 0.001 kg Peso = mxg = 0.001x9.8=0.0098 N 9.-El area del piston mayor de un gato hidraulico es 125cm2 y el área del cilindro menor es 2.5cm2. Calcule que fuerza se debe aplicar en el embolo pequeño para levantar un auto de 16,500N. F1/A1=F2/A2 F1=F2 x A1/A2= 16,500 x 2.5/ 125= 330 N 10.-En un sistema de vasos comunicantes de dos recipientes, se vierte agua de densidad 1.0 g/cm3, en el otro lado se vierte aceite de densidad 0.92 g/cm3, si el agua alcanza una altura de 15.3cm. Halle la altura que alcanza la columna de aceite. D1 x H1= D2 x H2 H2=D1 x H1=D2= 1.0 x 15.3 / 0.92= 16.6cm...