Fisica control 3

Presión y fluidos Cristhian Hugo Martínez Canivilo Física Instituto IACC 06 de mayo del 2017

Introducción A continuación, se dará respuesta al control 3 de la semana 3 de la asignatura de Física, con el tema estudiado esta semana: “Presión y fluidos”. Se intentará cumplir los objetivos esperados, los cuales son diferenciar la presión atmosférica de un fluido, empleando desarrollos matemáticos, reconocer los cambios de estado de los fluidos y ser capaz de definir los principios básicos de la dinámica de fluidos.

Desarrollo Según lo estudiado durante la tercera semana de Física, como alumnos ya nos sentimos capaces de responder las siguientes preguntas:

Respuesta:

  []  = 405.300[]  =   => 101.325[] = 0.25[ ] Esa fuerza no es suficiente para dañar el cuerpo humano, ya que el cuerpo humano a nivel medio del mar está bajo la presión de una atmósfera y las cavidades interiores de nuestro cuerpo están llenas, de aire, agua, sangre y otros fluidos, se encuentran en un equilibrio con el exterior, ya que se encuentran bajo la misa presión.

Respuesta:

 =  ∗  ∗ ℎ   Agua:

 = 1000 ∗ 9,8  ∗ 4[]  101.325[] = 140.525[]

Glicerina:

 = 1260 ∗ 9,8 ∗ 4[]  101.325[] = 150.717[]

Mercurio:

 = 13600 ∗ 9,8 ∗ 4[]  101.325[] = 634.445[]

Respuesta:

 = ∗ Punto 1:

3.000.000 =  ∗ (1.800[] ∗220[]) = 7,58

Punto 2:

3.000.000 =  ∗ (3.700[] ∗250[]) = 3,24

Punto 3:

3.000.000 =  ∗ (5.500[] ∗330[]) = 1,65

Respuestas: La densidad es una magnitud de tipo escalar, la cual se refiere a la razón entre la cantidad de masa y el volumen que ocupa una sustancia en el espacio. Esta para poder darle una forma tangible y no hablar en forma tan teórica, es decir que la densidad (en el ámbito de la ciencia, y no hablando demográficamente), es la cualidad de lo denso, en otras palabras, es una gran acumulación de

elementos o partículas en un espacio determinado y finito. Su unidad se expresa como kilógramos divididos por metro cúbico. Toda sustancia conocida por el hombre en su estado natural posee una determinada densidad, la cual viene dada por las características propias de la sustancia, sus contenidos o de su propio origen.  Nos podemos dar cuenta de esto cuando vemos objetos flotando en el agua y otros que sencillamente se hunden sin aparente resistencia de esta sustancia y eso se debe a la diferencia entre las densidades que hay entre el objeto y el agua; al co mparar la densidad de estos dos cuerpos, utilizando uno como densidad de referencia, lo llamamos densidad relativa, es decir que obtenemos una densidad de tipo adimensional, la cual se expresa como el cociente o relación de dos densidades. Se determinó que la densidad del agua es el equivalente a 1[kg/l], en su estado líquido (la densidad del agua varia en sus otros dos estados, pero eso lo veremos más adelante), por lo cual este se utiliza como base para la comparación y determinación de la densidad de otros objetos. Para calcular la densidad de un objeto como por ejemplo una bola sólida de acero, lo primero que hacemos es pesar su masa en una balanza, luego sumergimos la bola en agua y medimos que cantidad de agua se desplaza en un objeto de espacio confinado y graduado, para así calcular la diferencia entre el agua que había al principio y en cuanto subió después de sumergir la bola de acero, con esto obtenemos la masa y el volumen respectivo por lo cual podemos obtener la densidad de la bola de acero.

   []    ( +   −       )

    = 

El agua en nuestro día a día, la podemos ver en distintos estados, en forma líquida, cuando abrimos el grifo en nuestras casas, en estado sólido cuando abrimos el freezer para sacar hielo y en estado gaseoso, cuando vemos hervir el agua al momento de querer beber un té. Paradójicamente, el agua

cambia su densidad en sus tres estados, aun teniendo como partida un valor fijo al momento de  pasar del estado líquido al sólido del estado líquido al gaseoso. Para ser exactos en las medidas, la densidad del agua en su estado líquido es de 0.958 Kg/L a una atmosfera de presión, es decir al nivel medio del mar; dicha densidad se mantiene estable hasta llegar a los 100ºC de temperatura, con lo cual la densidad al momento de ebullir pasa de 0.958 kg/l a 0.596 kg/l, en otras palabras,  pierde una densidad de 37,79% aproximadamente, ya que sus partículas se encuentran muy separadas. Ahora bien, cuando la temperatura del agua baja hasta los 0ºC, el agua se congela  pasando a un estado sólido y al contrario de lo que se pensaría, que el agua por volverse sólida su densidad aumentaría, pero no es así, su densidad también disminuye hasta los 0.917 kg/l, es decir en tan sólo un 4,3%, pero esto es suficiente como para poder notarlo al mirar los polos por ejemplo: Cuando miramos o echamos un hielo en un vaso de agua, este en vez de hundirse, flota, a pesar de estar sus partículas condensadas en sí mismas, el hielo flota, por ende el agua tiene la particularidad de perder densidad al volverse gaseoso y sólido. Ahora bien, cómo podemos saber esto tan sólo con observación, sin necesidad de medir la densidad del hielo, pues con una bola de acero o  pensando en un barco o bote de acero. Un barco tiene flotabilidad al desplazar el agua salada (Que es más densa que el agua potable), pero flota porque su superficie está estirada sobre la superficie del agua, distribuyendo su peso de la forma que, al estar en esa condición, su densidad es menor que la del agua salada, pero si esa misma cantidad de acero, la moldeamos y la solidificamos en un cubo de acero, este trozo de acero de hunde, ya que su superficie, no es la suficiente, como para que el agua salada le de flotabilidad y se hunde. El acero mantiene su densidad original, tan sólo cambio su forma y el volumen que ocupaba en el espacio.

Conclusión En base a lo estudiado durante la semana 3, de la asignatura de Física, aprendimos a utilizar en forma adecuada los procedimientos matemáticos para la resolución de problemas de densidad, caudal y comprender el estado de las sustancias en estado sólido, líquido y gaseoso.

Bibliografía

IACC (2017).  Mecánica: presión y fluidos. Física. Semana 3.