jueves, 22 de octubre de 2015

HIDROSTÁTICA , PRINCIPIO DE PASCAL Y DE ARQUÍMEDES

Llamamos fluidos a todas aquellas sustancias que pueden fluir, es decir escapar por pequeños orificios. No tienen forma, y se necesitan recipientes para contenerlos. Son los liquidos y gases.
 Para poder estudiarlos necesitamos trabajar con presiones ( en vez de fuerzas) y con la densidad (en lugar de la masa). Por lo que es necesario repasar estos conceptos.

 PRESIÓN

 Cuando un sólido se apoya sobre una superficie ejerce una fuerza sobre ella tratando de penetrarlo. La presión mide ese efecto. Se define presion como el cociente entre la fuerza F ejercida y la superfie sobre la que se ejerce.


 Otras unidades además del Pascal (o N/m2 ) es el bar y el milibar. La equivalencia con el sistema interancional es que 1mbar=100 Pa, o lo que es lo mismo,  1 bar = 100000 Pa. Esta unidad se usa mucho en meteorología, ya que el Pascal es una unidad muy pequeña.

Teniendo en cuenta la presión, la fuerza ejercida por unidad de superficie se puede explicar porque nos hundimos andando con zapatos de tacón por la arena de la playa y no nos hundimos con zapatos planos (la superficie de apoyo es mucho mas pequeña).
Tambien explica porque cuanto mas afilado sea un cuchillo menos fuerza hay que hacer para cortar un tomate, o porque un clavo se clava mejor cuanto más afilada tenga su punta.

En el siguiente video se puede ver como podemos tumbarnos sobre una cama de clavos como los faquires.




DENSIDAD


La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Para repasar entra en el siguiente enlace:

Iniciación interactiva a materia: cálculo de la densidad


PRESION HIDROSTÁTICA

Cuando un objeto se encuentra dentro de un fluido (líquido o gas, da igual) el fluido ejerce una fuerza perperdicular a la superficie del objeto en todos sus puntos. Esta presión (esta fuerza ejercida por unidad de superficie) actua en todos los puntos del fluido y sobre las paredes del recipiente que lo contiene.
 Llamamos presion hidrostática a la presión ejercida por los fluidos en todos los puntos de su interior.

 La presión hidrostática depende por lo tanto unicamente de la densidad del fluido, y de la profundidad a la que se mida. No depende de la cantidad de líquido que haya encima, sino de la profundidad, medida desde la superficie libre del mismo.
Para trabajar con el concepto de presión y presión hidróstatica entra en el siguiente enlace, del IES Aguilar y Cano:


http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/presion.html

 

 PRINCIPIO DE PASCAL

Válido solo para líquidos, ya que no se pueden comprimir.  Son imcompresibles.
El principio de Pascal nos dice que la presión ejercida en un punto de un fluido se transmite integra e instantaneamente a todos los puntos del mismo. Se transmite en todas direcciones y sin perder intensidad.


Tiene muchas aplicaciones siendo una de las mas importantes la prensa hidraulica.

En este vídeo de "El mundo de Beakman"se explica el Principio de Pascal y el funcionamiento de los distintos mecanismos que usamos basándonos en el mismo, como la prensa hidráulica.

 


PRESIÓN ATMOSFÉRICA
La atmosfera es la capa de aire que rodea a la Tierra. Llamamos presión atmosférica a la fuerza que ejece la atmósfera por cada metro cuadrado de superficie terrestre. (el peso de una columna de aire que tenga 1 m2 de de superficie).

Medida de la presión atmosférica: El primer científico en medir la presión atmosférica fue Torricelli en el siglo XVII.
El experimento de Torricelli consistió en llenar un tubo de vidrio de 1 m de longitud de mercurio, sumergiendolo por su extremo abierto en un recipiente tambien con mercurio. La longitud de la columna de mercurio desciendio un poco estabilizandose a los 760 mm de altura.


 La presión que la atmósfera ejerce sobre la superficie del mercurio equilibra al mercurio de la columna, ya que la P en A tiene que ser igual a la P en B, ya que ambos puntos se encuentran a la misma altura.
Calculando la presión que ejerce la columna de mercurio podemos conocer la presion atmosferica.




Otras unidades para medir la presión son:
1 atmosfera (atm) = 101300 Pa, presion que ejerce el aire al nivel del mar
milimetro de mercurio(mm Hg)= 1 atm= 101300 Pa
  En el siguiente enlace puedes ver el experimento de Torricelli y sus cálculos.

 

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

El principio de Arquímedes explica que ocurre cuando un sólido se introduce dentro de un fluido. Si flota, si se hunde, o como es posible que floten grandes masas de acero, como petroleros o portaaviones. En los siguientes enlaces puedes trabajar con su definicion, factores de los que depende y sus utilidades.


Enlace El IES Aguilar y Cano para estudiar el principio de Arquímedes


Enlace de Educaplus para comprobar si un objeto flota o se hunde en función de su densidad. Juega con los valores para que el bloque flote emergiendo la mitad, la cuarta parte, etc. ¿Que ocurre si el líquido y el bloque tienen la misma densidad? ¿Queda a la misma profundidad si inicialmente estaba totalmente hundido? Intenta que quede en equilibrio hundido pero sin tocar el fondo.



Cuestionario de la editorial SM sobre el tema de fluidos. Piensa bien las respuestas y una vez finalizado pulsa el boton de corregir. Repasa las respuestas incorrectas.


Vídeos de "El mundo de Beakman" en donde se  explica que es la densidad y que hace que un barco de acero flote y un clavo no.




En el siguiente video se explica como se consigue que un submarino flote o se hunda y que tiene eso que ver con su densidad, con la relacion entre la masa y el volumen del submarino. Como modificando la masa del submarino este puede hundirse o flotar.
  



2 comentarios:

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  2. muy interesante la informacion gracias por compartir.

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