Profesor: Ignacio Espinoza BrazProfesor: Ignacio Espinoza Braz

Colegio AdventistaSubsector de FísicaArica

Introducción

La materia se presenta en tres estados : Sólido, Líquido y gaseoso.

Un sólido tiene volumen y forma definido, un líquido tiene volumen definido, pero no su forma y un gas no tiene ni forma ni volumen definido.

Los gases y líquidos son fluidos. Un fluido es un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantiene unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente.

Para estudiar los fluidos y explicar fenómenos como la fuerza de flotación sobre un barco, es necesario relacionar cantidades físicas como la densidad, el peso específico y la presión.

Densidad

Una propiedad de todas las sustancias es la medida de la cantidad de masa por unidad de volumen, es decir, su densidad.

La densidad se expresa según:

En el sistema internacional, la densidad se mide en:

masa

volumenρ =

3

kgDensidad

m =

Peso Específico

Es la cantidad que relaciona el peso de una sustancia con el volumen que ocupa:

En el sistema internacional, el peso específico se mide en:

e

PesoP

Volumen=

3e

NP

m =

El peso de un cuerpo varia de un lugar a otro , dependiendo del valor de la gravedad, no así la masa que es una constante. En el S.I de unidades se prefiere trabajar con la densidad de masa, también llamada densidad específica.

e e

m gP P g

Vρ×= ⇒ = ×

Presión

Se define como la fuerza normal por unidad de área, siendo su expresión:

La unidad de medida en el Sistema Internacional es:

FuerzaP

Área=

[ ] [ ]2a

NP Pascal

m = =

Debido a que la unidad de medida Pascal, es una unidad de presión relativamente pequeña, se utilizan también otras unidades de medida:

[ ] [ ] [ ]1 760 101.325atm mmHg Pa= =

Presión en Fluidos

La presión en un líquido aumenta linealmente con la profundidad. Esto puede ser analizado a partir de las siguientes consideraciones:

a) La presión ejercida por un fluido estático (en reposo) en el fondo del recipiente que lo contiene, depende solamente de la profundidad en el fluido, la densidad de éste y la aceleración de gravedad.

b) La presión en un fluido estático se relaciona con el peso del fluido por unidad de área y puede expresarse como:

m g V gP

A A

ρ× × ×= = P g hρ= × ×⇒

La presión en un fluido estático no depende de la forma ni del área de la superficie del líquido, ni de su masa total, sólo de la profundidad.

h

Si el fluido está expuesto a una presión externa , entonces la presión a una profundidad h, será:

0P

0P P g hρ= + × ×

Ejercicios Propuestos

Un ladrillo de 5[kg], tiene las siguientes dimensiones: 30[cm] de largo, 10[cm] de ancho y 5[cm] de alto.a) ¿Cuál es el volumen del ladrillo y su densidad?b) ¿Cuál es la presión que ejerce el ladrillo sobre la superficie del

suelo en cada una de sus caras? En un laboratorio se utiliza un recipiente cúbico para

almacenar alcohol. Si cada arista del cubo tiene una longitud de 2[m] ¿cuántos kilógramos de alcohol se pueden almacenar? (dato ρalcohol = 790[kg/m3]).

Una persona se encuentra sumergida a una profundidad de 3[m] en una piscina de agua. ¿Qué presión ejerce el agua sobre la persona? Si el área de cada uno de los tímpanos es de 1[cm2], ¿qué fuerza

soportan?|