tema 4 – los fluidos - colegio la inmaculada

Colegio “La Inmaculada”
Misioneras Seculares de Jesús Obrero
Nueva del Carmen, 35. – 47011 Valladolid.
Tel: 983 29 63 91 Fax: 983 21 89 96
e-mail: [email protected]
Área de Física y Química
4º de ESO
Apuntes de Área
TEMA 4 – LOS FLUIDOS
Objetivos / Criterios de evaluación
O.4.1 Comprender el concepto de presión. Diferenciar fuerza y presión.
O.4.2 Conocer y aplicar el principio fundamental de la hidrostática.
O.4.3 Conocer la presión atmosférica y sus valores y unidades.
O.4.4 Conocer y aplicar el principio de Pascal.
O.4.5 Conocer el principio de Arquímedes y aplicarlo a la flotabilidad de los cuerpos en un
fluido.
1. Concepto de presión (Página 84)
Def.: Presión es una magnitud física escalar. Es la fuerza ejercida por cada unidad de
superficie. En el S.I. Su unidad es el Pascal (Pa). 1Pa=1N/1m2.
La fórmula para calcular la presión a la que se encuentra sometida una superficie es:
p= F/S
El Pascal es una unidad muy pequeña, por ello se utilizan otras unidades:
Atmósfera (atm); Milímetros de Mercurio (mmHg); milibares (mb)
1 atm = 760 mmHg = 1013 mb = 101 300 Pa
http://www.ibercajalav.net/actividades.php?codopcion=2252&codopcion2=2257&codopcio
n3=2329&codopcion4=2329
http://crecea.uag.mx/flash/LEYES.swf
2. Fluidos (Página 85)
Def.: fluido es la materia cuyas partículas pueden deslizar unas sobre otras. Es decir, se
encuentra en estado líquido o gaseoso. Si es líquido su volumen no varía con los cambios
de presión y si es gas si.
Def.: Densidad es una magnitud física escalar. Expresa la masa por unidad de volumen
de un cierto material o compuesto. Su unidad en el S.I. Es el Kg/m3.
La fórmula para calcular la densidad de un cierto material es:
d=
m
V
Otra unidad para expresar la densidad es el g/L. Su valor coincide con el Kg/m3 por que el
gramo es mil veces más pequeño que el Kg y el Litro mil veces más pequeño que el m3.
Tema 4 – Los fluidos
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3. Presión hidrostática (Página 86)
Def.: Presión hidrostática en un punto en el interior de un líquido es la presión
experimentada en ese punto del fluido como consecuencia del peso del líquido que se
encuentra sobre él. Aumenta con la profundidad y con la densidad del fluido.
La fórmula para calcular la presión hidrostática en un punto a una profundidad h en un
fluido con densidad d es: p= d·g·h
Principio fundamental de la hidrostática: entre dos puntos en el interior de un líquido
homogéneo y en equilibrio la diferencia de presión hidrostática puede calcularse como:
p2-p1= (h2-h1)·d·g
Todos los puntos que se encuentran a la misma profundidad en un fluido determinado, se
encuentran a la misma presión hidrostática.
Todos los puntos que se encuentran en la superficie de un fluido se encuentran a una
presión hidrostática cero.
Vasos comunicantes: si tenemos dos depósitos de un líquido comunicados entre sí. El
nivel que alcanzará el líquido en ambos depósitos es el mismo. Tienen aplicación en
sistemas de riego (pozos artesianos) cruces de canalizaciones y caminos, suministro de
agua a la población, etc...
Abastecimiento de agua: En las poblaciones humanas, los depósitos de agua se sitúan
en lugares altos para que la presión en las viviendas sea alta debido a la diferencia de
altura entre las viviendas y la superficie de agua del depósito de suministro.
Sifón: Es un tubo con forma de U invertida que permite, una vez cebado, trasvasar un
líquido de un extremo del tubo a otro salvando un desnivel.
Pozo Artesiano: afloraciones de agua cuando el agua está atrapado entre dos capas
impermeables a mayor altura que la salida de agua
4. El principio de Pascal (Página 91)
Principio de Pascal: la presión ejercida en el seno de un fluido se transmite con igual
intensidad y en todas las direcciones a todos los puntos del fluido.
Prensa hidráulica es un dispositivo formado por dos depósitos de fluido de diámetros
diferentes y comunicados. Cuando se ejerce una presión en uno de los depósitos esta se
transmite al otro depósito, y al ser de diámetros diferentes, la fuerza ejercida y la fuerza
recogida son inversamente proporcionales a las superficies respectivas de los dos
depósitos.
La fórmula para el cálculo de las fuerzas respectivas es:
Fg
=
Fp
S g Sp
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La prensa hidráulica tiene aplicaciones en frenos y en general cualquier dispositivo que
quiera multiplicar una fuerza aplicada.
5. Presión atmosférica (Página 92)
Def.: Presión atmosférica es la presión que ejerce la columna de aire sobre una
determinada superficie en virtud de su peso. Es el equivalente a la presión hidrostática en
el seno de la atmósfera.
Def.: Manómetro es un instrumento que sirve para medir la presión de un gas encerrado
en un recipiente.
Def.: Barómetro es un instrumento que sirve para medir la presión atmosférica en un
determinado punto.
6. El principio de Arquímedes (Página 96)
Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje
vertical y hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.
El empuje se ejerce en un punto llamado centro de empuje y que coincide con el centro
de gravedad del fluido desalojado.
La flotabilidad de un cuerpo depende de que su densidad sea mayor, menor o igual que
la del fluido en la que se encuentra:
Si su densidad es mayor que la del fluido, se hunde.
Si su densidad es igual que la del fluido, se puede encontrar en cualquier lugar del seno
del fluido, sin ascender ni hundirse.
Si su densidad es menor que la del fluido, flota. La parte emergida del fluido depende de
su densidad.
La estabilidad de un cuerpo que flota depende de la situación relativa de los centros de
gravedad del cuerpo y del centro de empuje.
6. Tensión superficial (páginas 83)
Def.: Tensión superficial es el fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a
comportarse como si fuera una delgada película elástica. Se debe a que las fuerzas que
afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en
el seno de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en
promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin
embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente,
si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el
exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de
densidades entre el líquido y el gas. La tensión superficial tiene como principal efecto la
tendencia del líquido a disminuir en lo posible su superficie para un volumen dado, de
aquí que un líquido en ausencia de gravedad adopte la forma esférica, que es la que tiene
menor relación área/volumen.
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