INSTITUCION EDUCATIVA INTEGRADO DE SOACHA TALLER No. ____ DE FISICA GRADO UNDECIMO TEMA: MECANICA DE FLUIDOS COMPETENCIA GENERAL: Capacidad problémicas de la mecánica de fluidos para interpretar argumentar y Logros: 1. Aplica las leyes de la hidrodinámica en la explicación y solución de problemas. 2. Aplica los principios fundamentales de la mecánica en el análisis del equilibrio y movimiento de los fluidos. proponer soluciones a situaciones Indicadores de Logro: 1. 2. 3. Identifica las leyes y principios generales de la hidrodinámica. Enuncia los principios de Pascal y Arquímedes Generaliza las leyes de la hidromecánica aplicando el teorema de Bernoulli. IDEAS FUNDAMENTALES Fluido: es todo cuerpo que puede desplazarse fácilmente cambiando de forma bajo la acción de fuerzas pequeñas. Hidromecánica: rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos. Hidrostática: rama de la hidromecánica que estudia el comportamiento de los fluidos considerados en equilibrio. Hidrodinámica: rama de la hidromecánica que estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento. Neumática: rama de la hidromecánica que aplica las leyes de los fluidos a los gases en particular. Hidráulica: rama de la hidromecánica que emplea las leyes de los fluidos en las aplicaciones técnicas. Densidad: se llama densidad absoluta de una sustancia a la masa por unidad de volumen. m V Presión: magnitud de la fuerza ejercida perpendicularmente por unidad de área. P F A Presión hidrostática: Es la presión ejercida por un liquido debido a su propio peso. Depende de la profundidad y de la densidad. P .g.h Presión atmosférica: Es la presión ejercida por la atmósfera debida a su propio peso. Pat= 1,013 X 106 d/cm2 Principio de pascal: cuando sobre un fluido se ejerce una presión adicional., esta se transmite con la misma magnitud a todos los puntos. F1 F 2 A 1 A2 Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza (Empuje) vertical dirigida de abajo hacia arriba igual al peso del líquido desalojado. Empuje: fuerza que ejercen los fluidos sobre los cuerpos total o parcialmente sumergidos en el. E .g.V Unidades de presión: Sistema internacional: 1 N/m 2 Sistema CGS: 1 dina/cm2 = 1 baria. Múltiplos de la baria: 1 bar = 106 barias. 1 milibar = 103 barias = 10-3 bar. Ecuación de continuidad: En un fluido no compresible en movimiento, el producto de la velocidad por la sección transversal del tubo que lo contiene es siempre constante. A.v = Cte. Teorema de Bernoulli: La energía mecánica en un fluido no compresible en movimiento se conserva. P v2 h cte. .g 2 g ACTIVIDADES A continuación encontraras una serie de problemas que te permitirían afianzar los temas en estudio 1. Un recipiente de aluminio tiene una capacidad de 96 cm 3. si el recipiente se llena totalmente de glicerina, ¿que cantidad de glicerina en Kg. llena el recipiente? 2. Cierta aleación de oro y plata tiene una masa de 2174 g y un volumen de 145 cm 3. ¿Qué tanto oro y plata hay en la aleación? 3. Un ladrillo de 2,4 g / cm tiene las siguientes dimensiones: 25 cm de largo, 6 cm de alto y 12 cm de ancho. Calcular la presión que ejerce el ladrillo sobre el suelo cuando se coloca sobre cada una de sus caras. 3 4. Un cubo de madera de densidad 0.65 g/cm3, ejerce una presión de 1300 N/m2 sobre la superficie en la cual se encuentra apoyada. Calcular la arista del cubo. 5. Calcular la presión hidrostática que experimenta un buzo, que esta sumergido 20 m bajo el nivel del mar ( = 1.03 g/cm3 ). 6. ¿Cuál es la presión a una profundidad de 1240 m bajo el agua de mar? ¿Qué fuerza actúa sobre una superficie de 4 m2 colocados a esta profundidad? 7. Un tubo doblado en U contiene agua ( = 1 g/cm3) y aceite de densidad desconocida. La altura del agua respecto a la superficie de separación es 9 cm y la altura de la columna de aceite 10.6 cm. ¿Cuál es la densidad del aceite? Lic. Oscar Luis Laurens Vargas EVALUACION La evaluación del taller consta de 7 problemas, resuélvelos aplicando los conceptos estudiados 1. En un tubo doblado en U hay mercurio ( = 13.6 g/cm3) y cloroformo. ( = 0.66 g/cm3 ). Si la altura de la columna de mercurio es 4 cm, ¿cuál será la altura de la columna de cloroformo? 2. Calcula la presión atmosférica en d/cm2 en una ciudad donde la columna de mercurio alcanza una altura de 56 cm. 3. En una prensa hidráulica sus cilindros tienen radios de 12 cm y 25 cm respectivamente. Si sobre el embolo de menor área se ejerce una fuerza de 28 N. ¿Qué fuerza ejerce la prensa hidráulica sobre el embolo mayor? 4. Los cilindros de una prensa hidráulica tienen radios de 5 cm y 20 cm. ¿Qué fuerza se debe ejercer sobre el embolo de menor área para levantar un cuerpo de 1000 kg de masa? 5. Una esfera de hierro de 3 cm de radio se deja caer en un estanque lleno de agua de 120 cm de profundidad. Calcular: a. Peso de la esfera. b. Empuje. c. Fuerza resultante. d. Aceleración de la esfera (despreciar el rozamiento) e. Tiempo que tarda en llegar al fondo. 6. Un bloque de madera de 0.58 g/cm3 de densidad y dimensiones 20 cm X 8 cm X 4 cm flota en el agua. Calcular: f. Fracción de volumen que se encuentra sumergida. g. Fuerza adicional que se debe hacer sobre el bloque para sumergirlo completamente. 7. Una balsa de 3 m X 3 m X 10 cm de gruesa, está construida de madera ( = 0.6 g/cm3 ). ¿Cuantas personas de 70 kg de masa pueden permanecer de pie sobre la balsa sin humedecerse los pies cuando el agua esta en calma? BIBLIOGRAFIA VALERO Michel, Física Fundamental I Editorial Norma, Nueva Edición, BELTRAN Virgilio y ELIECER Braun, Principíos de Física, Volumen I Editorial Trilles ZALAMEA, Eduardo y PARIS Roberto, Física 10°, Educar Editores SEGURA R, Dina, RODRIGUEZ L. Lombardo, ZALAMEA Eduardo, Fundamentos de Física I Serie Shaum, Editorial Mc Graw – Hill VILLEGAS Mauricio R y RAMIREZ Ricardo S, Investiguemos 10, Voluntad BUECHE F. Fundamentos de Física 1, Editorial Mc Graw – Hill BIBLIONET http://oscarlaurens.blogspot.com/p/deseas-mejorar-tu-definitiva-del.html. http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f1_cinematica.php www.FÍSICA.NET 1 1 Lic. Oscar Luis Laurens Vargas