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Fuerzas y presiones en fluidos INICIO ESQUEMA INTERNET SALIR ANTERIOR PARA EMPEZAR ESQUEMA INTERNET 4

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Fuerzas y presiones en fluidos

INICIO ESQUEMA INTERNET

SALIRANTERIOR

PARA EMPEZAR

ESQUEMA

INTERNET

4

Page 2: 4fq04presiones

Esquema de contenidos

Los fluidos y el principio de Arquímedes

SALIRANTERIOR

La pérdida de peso en el agua

ESQUEMA INTERNET INICIO

La fuerza de empuje

El principio de Arquímedes

Flotabilidad

Fuerzas ejercidas por fluidos

Las fuerzas en el interior de un fluido

La presión

La presión hidrostática

Principio fundamental de la hidrostática

La botella de Pascal La prensa hidráulica

La presión en los gases

La presión atmosférica

La presión atmosférica y la altitud El principio de Pascal

Page 3: 4fq04presiones

Para empezar, experimenta y piensa

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ESQUEMA INTERNET INICIO

El principio de Arquímedes Empuje

Botella llena de agua Globo

Botella llena de aire

Insuflamos aire por la pajita.

Metemos el dedo en el agua sin tocar las

paredes ni el fondo. La balanza indica una masa mayor

Page 4: 4fq04presiones

La pérdida de peso en el agua

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INICIO

CuerdaBola

Dinamómetro

Agua destilada

Probeta

Agua destilada

100 cm3

Introducimos la bola hasta la mitad de la

probeta.

141 cm3

Atamos la bola a la cuerda y la pesamos con el dinamómetro.

¿Cuánto pesa el agua que ha desplazado la bola?

41 cm3 de agua desplazados

Densidad del agua dH2O= 1kg/dm3

d = m → m=d·V = 1 kg ·41 ·10-3 dm3 = 41 ·10-3 kgV dm3

P = m·g= 41·10-3 kg ·9,8 m/s2 = 0,4 N

La pérdida de peso de la bola en el agua es:

2 N – 1,6 N = 0,4 N

Page 5: 4fq04presiones

La fuerza de empuje

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Peso real (en el aire)

Peso aparente (dentro de un líquido)8 N 5 N

Peso Peso

Empuje

La fuerza que empuja el cuerpo hacia arriba y que contrarresta el peso del cuerpo se denomina fuerza de empuje.

Page 6: 4fq04presiones

El principio de Arquímedes

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INICIO

Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.

Bloque de oro de la misma masa que la corona.

Bloque de plata de la misma masa que la corona.

El rey de Siracusa entregó una pieza de oro a un orfebre para que le fabricase una corona.

¿Cómo saber si la corona estaba hecha con el oro entregado?

La densidad del oro y la plata son distintas y, por tanto, los bloques tienen distinto volumen.

La corona no estaba hecha con la pieza de oro.

Más agua desplazada que con el bloque de oro, pero

menos que con el bloque de plata.Desplaza poca

aguaDesplaza

mucha agua

Experiencia de Arquímedes

Page 7: 4fq04presiones

Flotabiblidad

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P < E

P = E

Peso

Empuje

Peso

Empuje

El cuerpo se hunde

El cuerpo asciende

El cuerpo se mantiene en equilibrio

Peso

Empuje

Globos aerostáticos flotando en el aire.

P > E

Page 8: 4fq04presiones

Fuerzas ejercidas por fluidos

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INICIO

1 2

3

Tubo de plástico

Tapa de plástico

Se introduce en un recipiente de agua

La tapa se separa cuando el nivel de agua del interior del tubo coincide

con el del recipiente

Un cuerpo sumergido en un fluido está sometido a una fuerza que actúa en cualquier dirección perpendicular al cuerpo.

La tapa se queda pegada en cualquier dirección

La fuerza aumenta cuanto mayor es la profundidad

Page 9: 4fq04presiones

La presión

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INICIO

En cada caso se ejerce la misma fuerza sobre el mismo objeto en dos situaciones diferentes.

¿Por qué el resultado es tan distinto?

Cuanto menor es la superficie sobre la que actúa una fuerza, mayor es su efecto. Este efecto se denomina presión.

La presión que soporta cada punto del cuerpo del faquir es menor cuanto mayor sea el número de clavos.

p = F/S

1 Pa = 1 N / 1 m2

Page 10: 4fq04presiones

La presión hidrostática

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INICIO

La presión ejercida sobre un cuerpo sumergido en un fluido depende de la columna de fluido que hay sobre el cuerpo.

h

S

Se ejerce una presión debida al peso de la columna de líquido que hay sobre el prisma.

Pesolíquido = mlíquido · g = dlíquido · Vlíquido · g

P = dlíquido· S · h · g

dlíquido· S · h · g dlíquido· h · g

S p

F

S = = =

Page 11: 4fq04presiones

Principio fundamental de la hidrostática

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INICIO

Dos puntos que se encuentren sumergidos en un líquido a la misma altura, estarán sometidos a la

misma presión.

A

B

h1

h2

S

La diferencia de presión entre A y B es:p2 - p1 = dlíquido · g · (h2 - h1)

VASOS COMUNICANTES CON LÍQUIDOS INMISCIBLES

Agua

Aceite

hBhA

A B

pA = pB → daceite·g · hA = dagua·g ·hB → daceite ·hA = dagua · hB

Page 12: 4fq04presiones

La presión atmosférica

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INICIO

El aire que forma la atmósfera es un gas y ejerce presión sobre cualquier cuerpo que se encuentre en él.

Empuje

Peso

Page 13: 4fq04presiones

La presión atmosférica y la altitud

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Nivel del mar

A

B

hB

hA

pA = d ·g · hA

pB = d ·g · hB

En la base del edificio

En lo alto del edificio

pB - pA = d ·g · hB – d ·g ·hA = d ·g · (hB – hA)

pB - pA = d ·g · haltura del edificio

Page 14: 4fq04presiones

La botella de Pascal

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INICIO

La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite íntegramente a todos los puntos del mismo.

Botella de Pascal

Tapones de goma

Bajamos el émbolo Bajamos el émbolo

AGUA – FLUIDO INCOMPRESIBLE AIRE – FLUIDO COMPRESIBLE

Page 15: 4fq04presiones

La prensa hidráulica

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INICIO

F1

F2

S1

S2p1 = p2

F1

S1 p1 =

F2

S2 p2 =

F2

S2

F1

S1 =