FISICA 2

ABEL IGNACIO GARNICA MARMOLEJO

UNIDAD I

HIDRAULICA Y LASONDAS

UNIDAD I. HIDRAULICA Y ONDAS

1.- LIQUIDOS

Propiedades de los Fluidos.

Presión en líquidos.

Flotabilidad.

Principio de Arquímedes.

Principio de Pascal.

 2.-GASES

La atmósfera.

Presión atmosférica y barómetros.

Ley de Boyle.

Flotabilidad en el aire.

Principio de Bernoulli.

3.- ONDAS

Descripción de las ondas.

Movimiento ondulatorio.

Ondas transversales y longitudinales.

Interferencia.

Ondas estacionarias.

Efecto Doppler.

Ondas de choque.

4.-   SONIDO       

Origen del sonido.

Medios que transmiten el sonido.

Rapidez del sonido.

Frecuencia natural.

Resonancia, interferencia.

Competencia de la asignatura

„Explica con fundamentos científicos los fenómenos relacionados con los fluidos, con el calor, con la temperatura, con la luz y con la electricidad así como sus las aplicaciones hacia los diferentes contextos con los que interactúa, mediante la elaboración de diversos productos de aprendizaje que fomentarán en los estudiantes una actitud crítica, reflexiva y sustentable.

FLUIDOs

„Es toda sustancia  cuyas moléculas pueden deslizarse unas sobre otras como sucede en los líquidos, o bien, las moléculas se mueven sueltas como en los gases.

„Los líquidos no tiene forma propia, tienen volumen definido, son incompresibles

„Los gases son expansibles, por lo que su volumen no es constante 

La Mecánica de fluidos, analiza las  leyes que rigen al movimiento de los líquidos y técnicas para el mejor aprovechamiento del Agua y Gases

HIDRÁULICA.

parte de la Física que se encarga de estudiar a los líquidos

Hidrodinámica estudia a los Líquidos en movimiento

Factores a considerar Velocidad, flujo y gasto del liquido

Hidrostática estudia a los Líquidos en reposo.

Aplicaciones:

Barco que flota

Gato hidráulico

Permeabilidad en nuestro cuerpo

Cuando utilizamos los frenos de carro

AEROLOGIA

Ciencia que se ocupa del estudio de los gases, en especial, de sus variaciones y movimientos.

Aerostática

Parte de la mecánica que estudia las leyes que rigen el equilibrio del aire y los demás gases en estado de reposo

Aerodinámica

Es la rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Definición de FLUIDO:

Sustancia que se deforma constantemente cuando se somete a un esfuerzo cortante (por más pequeño que sea).

Sustancia que ocupa la forma del recipiente que lo contiene (LIQUIDO).

Sustancia que ocupa la forma y el volumen del recipiente que lo contiene (GAS).

PROPIEDADES FÍSICAS  DE LOS FLUIDOS

Viscosidad

   Es  la resistencia a fluir.

 Algunos líquidos, literalmente fluyen lentamente, mientras que otros fluyen con facilidad. Si existe una mayor viscosidad, el líquido fluye más lentamente. 

Tensión superficial

    Es la fuerza presente en la superficie libre de los líquidos en equilibrio como resultante de la atracción molecular.

  A ella se debe que diversos insectos caminen en el agua sin hundirse

    El agua forma la especie de membrana en su superficie.

Cohesión

Compresibilidad

Es una variación que presenta el volumen de un líquido al ser sometido a una variación de presión.

Difusión.

La difusión es un fenómeno mediante el cual las moléculas de varios fluidos situados en un mismo recinto tienden a formar una mezcla homogénea.

Forma y volumen

Los líquidos tienen volumen propio y debido a que tienen capacidad para fluir (no pueden estar en un estado fijo) contienen la forma del recipiente que lo contiene.

 

Densidad

Se define como la masa por unidad de volumen

 La densidad es una de las propiedades más habituales y útiles en el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una porción de fluido y el volumen que esta porción ocupa.

Es el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa, se expresa como: 

                        d= m / v

. 

Sustancia	Densidad (g/cm3)	Sustancia	Densidad (g/cm3)
Acero	7.7-7.9	Oro	19.31
Aluminio	2.7	Plata	10.5
Cinc	7.15	Platino	21.46
Cobre	8.93	Plomo	11.35
Cromo	7.15	Silicio	2.3
Estaño	7.29	Sodio	0.975
Hierro	7.88	Titanio	4.5
Magnesio	1,76	Vanadio	6.02
Níquel	8.9	Volframio	19.34

EjercicioS:

Calcula la masa y el peso de 1 m3 de agua (d=1000kg/m3) contenidos en un tinaco de la azotea de una casa

                  m=dV       

                  m=(1000Kg/m3)*(1m3)

                  m=1000kg

                 W=mg      

                 W=(1000Kg)*(9.8m/s2)

                 W=9800 N

El radio de la Tierra mide 6.38x106 m y su masa 5.98x1024 kg. ¿Cuál es su densidad?

El ácido sulfúrico tiene una densidad de 1.5 grs/ml. ¿Cuál es su masa si su contenido en volumen es de 750 ml?

Un cubo de aluminio de 15 cm de lado tiene una masa de 8.775 kg. ¿Cuál es la densidad del aluminio?

Una lata de estaño tiene una densidad de 111.4 gr/cm3 y una masa de 130gr. ¿Cuál es el volumen de la lata? 

EJERCICIOS DE TAREA

Para cuantificar la densidad del agua en un laboratorio se midieron 25cm3 de agua y se determinó su masa con una balanza. Su valor fue de 47 g. ¿Cuánto vale la densidad del agua?

Para determinar la densidad de un trozo de plomo se tomó el valor de su masa la cual fue 27 kg y ocupó un volumen de 44.6 m3. ¿Cuál es la densidad del trozo de plomo?

La mesa de laboratorio presenta 90 cm de longitud en uno de sus lados y tiene una masa de 100 kg. ¿Cuál es su densidad?

¿Cuál es la densidad de 500 gr de vinagre un volumen que ocupa 700 ml?

Volumen Especifico

Es el recíproco de la densidad, es decir, el volumen ocupado por la unidad de masa.

Vs=1/d

Peso especifico

Es el peso por unidad de volumen, depende de la aceleración de la gravedad

Es la razón del peso y del volumen de una sustancia.

Propiedad extensiva de la materia, derivada de la densidad

   Pe=W

          V

Pe=peso especifico de la sustancia en N/m3 o dinas/cm3

W= peso de la sustancia en N o d

V= volumen de la sustancia en m3 o cm3

Como el peso es W=mg

El peso especifico se puede representar como:

Pe=mg

       V

Agrupando términos tenemos:     Pe= mg

                                                        V

Y como d=m/V

Tenemos finalmente:  

Pe=dg

EJERCICIOS

Calcula la densidad y el peso especifico de una sustancia que ocupa un volumen de 0.250 m3 y pesa 500N, masa de 0.655kg

¿Cuál es el peso específico de 450g de alcohol etílico que ocupa un volumen de  880 ml?

¿Cuál es la densidad de un aceite cuyo peso específico es de 8542 N/m3?

¿Calcular el peso específico del oro, cuya densidad es de 19300 kg/ m3?

0.7 kg de alcohol etílico ocupan un volumen de 0.000633 m3. Calcular:

a) Su densidad

b) Su peso específico