Principio de Pascal

Este principio dice:

"Un cuerpo sumergido en un liquido, recibe presión en todas las direcciones posibles"

Gracias a este principio, el cual utiliza las propiedades de los fluidos líquidos, es como el hombre ha facilitado ciertas tareas con la ayuda de prensas hidráulicas, las cuales describire acontinuación:

Ejercicio

Una prensa hidraulica recibe una fuerza de 3 N en un embolo de 20cm2, si el embolo mayor tiene un area de 400cm2...

¿Cual es la fuerza que se genera en el?

Datos Equivalencias Formula Despeje Substitución

f=3N

a=20cm2 .002m2 f/a=F/A F=(f*A)/a F=(3*.04)/.002

F=?

A=400cm2 .04m2

Resultado

F=60N

f=fuerza aplicada al embolo menor (Newtons=N) [F1]

F=fuerza aplicada al embolo mayor (Newtons=N) [F2]

a=área del embolo menor (metros cuadrados=m2) [S1]

A=área del embolo mayor (metros cuadrados=m2) [S2]

Principio de Arquimides

El principio de Arquimides ( 287 a. C. – 212 a. C.), establece que:

"Un cuerpo, al encontrarse inmerso (dentro o sumergido) total o parcialmente en un fluido, recibe un empuje vertical en sentido opuesto al peso del objeto igual al peso del fluido que desalojo"

En terminos mas comunes, cuando algun cuerpo esta dentro de algun fluido, el cuerpo va a tener un empuje que normalmente lo notamos cuando este empuje hace que un cuerpo se quede a cierta altura y no flote o nade a travez de el (el empuje en el agua es hacia la superficie, mientras que el de la atmosfera es hacia abajo)

Este principio esta regido por los sigientes datos:

Empuje = E [Newton=N= kg(m/s2)]

Densidad = D (kg/m3)

Gravedad = g (m/s2)

Volumen = V (m3)

Su formula es:

E=D*g*V ó E=m*D*g

Se aplica cada una según los datos recopilados

Ejemplo

Se va a sumergir en agua un cubo de concreto cuya densidad es de 2000kg/m3, mismo que desplaza 1m2 de agua ¿De cuanto es el empuje que genera?

Datos

E = ?

D = 2000 kg/m3

g = 9.8m/s2

V = 1m2 = 1m3 (al ser un cubo, sus lados son iguales, por lo tanto, 1 m lineal, 1m2 area 1m3 volumen)

D = 1000 kg/m3 (densidad del agua)

La incógnita esta de color verde, los datos que se necesitan usar de azul, y el dato que aparentemente necesitamos, pero que en realidad esta para engañar, esta en rojo, ya que sin importar la densidad del objeto que se sumerja, el empuje lo genera el fluido independientemente de la densidad del cuerpo

E = Empuje (N)

D = Densidad (kg/m3)

g = Gravedad m/s2

V = volumen m3

E = D*g*V E = (1000)(9.8)(1) = 9800 N

Fluidos Gaseosos

Como ya lo había mencionado, los fluidos no son exclusivamente los líquidos, sino también los gases, aunque presenten características diferentes.

Su principal característica es que se encuentran a una temperatura (T°) mayor que en estado liquido o solido de su misma naturaleza.

Observemos las siguientes equivalencias de los gases, los cuales presentan:

Ek (energía cinética) mayor = Mayor movimiento molecular = Choques moleculares

Basándonos en esto, se puede comprobar con la teoría sintética molecular:

1.-Todas las moleculas de un cuerpo interactuan entre s

i

2.-Todas las moléculas de un cuerpo (excepto a 0°K)se mueven vibratoriamente y pueden llegar a la fluidez

3.-A mayor movimiento, mayor energía cinética (Ek), mayor temperatura y mayor calor

4.-Por lo tanto el calor de un cuerpo es consecuencia del movimiento de sus moleculas y del numero de moléculas.

Leyes sobre los gases:

Ley de Charles:

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas, a mayor temperatura, el volumen aumenta

V1/T1=V2/T2

V1=(V2*T1)/T2

T1=(V1*T2)/V2

V2=(V1*T2)/T1

T2=(V2*T1)/V1

Ley de Boyle Marriott:

El volumen es inversamente proporcional a la presión

P1V1=P2V2

V1=(P2*V2)/P1

P1=(P2*V2)/V1

V2=(P1*V1)/P2

P2=(P1*V1)/V2

Ley General de los Gases

El volumen de la situación inicial por la expresión original sobre la temperatura, es igual al volumen final por la nueva presión sobre la temperatura modificada

(V1*P1)/T1 = (V2*P2)/T2

V1=(V2*P2*T1)/(P1*T2)

P1=(V2*P2*T1)/(V1*T2)

T1=(V1*P1*T2)/(V2*P2)

V2=(V1*P1*T2)/(P2*T1)

P2=(V1*P1*T2)/(V2*T1)

T2=(V2*P2*T1)/(V1*P1)

Calor y temperatura

El calor, es una manifestación de la energía, el cual genera trabajo al ir aumentando (si este disminuye, no se presenta trabajo) y por lo tanto se mide en Joules

La temperatura mide la cantidad de calor de un cuerpo, también dicho de otra forma, mide el movimiento de las moléculas de un cuerpo. Existen 3 unidades de medida de la temperatura, que son los siguientes:

Grados Centigrados o Celsius (°C):

Esta escala fue propuesta por Anders Celsius, por el cual lleva su nombre.

Tomo en cuenta el punto de ebullición y de congelación del agua al nivel del mar, dividiendo la diferencia que había entre estas 2 temperaturas en 100 partes iguales.

Grados Fahrenheit (°F):

Propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit, quien usando casi el mismo método que Celsius, congelo y evaporo agua mezclada con sal de amonio, y a la diferencia de temperaturas entre estos dos efectos, los dividió en 180, creando una nueva escala para medir la temperatura.

Grados Kelvin (°K):

Esta escala fue creada por William Thomson, tomando en cuenta como punto de partida, la temperatura a donde ya no se puede descender mas, donde hay ausencia total de calor y las moléculas no pueden moverse mas. Esta temperatura la encontramos a -273.15°C, no hay nada mas frío que eso, ya que a esa temperatura (Cero absoluto) ya no existe manifestación alguna de la energía.

El calor es tambien llamado enegria termica, esta se refiere a la relación entre las temperaturas de 2 cuerpos. Tambien se le llama energia de transito, ya que se transmite de donde hay mas a donde hay menos hasta llegar a un punto llamado equilibrio termico.

El equilibrio termico se presenta cuando:

#Ambos cuerpos tienen la misma temperatura

#Ya no se cede ni se gana temperatura

#Cuando hay una igualdad en velocidades moleculares promedio entre los 2 cuerpos.

Transformacion de unidades de calor

Las diferentes unidades de calor, aunque fueron creadas por distintas personas y usando puntos de referencia totalmente distintos, fueron hechos con un mismo fin, medir la temperatura con una escala.

Para poder medir la temperatura, se utiliza un termometro, el cual normalmente viene graduado indicando la temeratura en la que se encuentra segun el medio donde esta.

Como ya se había mencionado, la velocidad de las moléculas aumenta o disminuye según la energía calorífica que tengan, y el equilibrio térmico se da cuando ambas velocidades están iguales, pues así es como trabajan los termómetros, al comenzar a moverse mas las moléculas del mercurio en los termómetros, y alcanzar la misma velocidad, se va dando el fenómeno conocido como dilatación, el cual es un efecto del calor que hace que la materia aumente su volumen y eso le permite al mercurio subir hasta cierto punto para poder medir la temperatura del cuerpo que se desea medir (pastel, cuerpo humano, etc.)

Como a veces los productos que compramos, no son originarios de nuestro país, usan escalas diferentes para medir la temperatura, y muchas veces no tienen su equivalencia, por lo tanto es importante el saber como transformar de una medida a otra, eh aquí las formulas para ello:

De °K a °C = °K - 273.15

De °C a °K = °C + 273.15

(No hay formula directa para convertir de °K a °F ni viceversa)

De °F a °C = (°F - 32)/1.8

De °C a °F = (°C * 1.8) + 32

Con estas sencillas formulas, podemos intercambiar de una unidad a otra, para converciones entre °K y °F, primero se convierten a °C y despues a la unidad deseada

Globos aerostaticos

Una puesta en practica del empuje de los cuerpos en los fluidos que ya mencionamos son los globos aerostaticos, aqui les dejo los videos de nuestros resultados, asi como las paginas de donde sacamos los modelos que si lograron volar...

Suerte

http://www.youtube.com/watch?v=LoiQnMH1bXY (el primero que volo, pero no regreso)

Tip: Sigan las instrucciones al pie de la letra

http://tdplata.tripod.com/bancada/sincortes/index.html (este es el que volvió)

Tip: Sáltense los pasos 3, 12, 15, 19 y 20, ya que puede salir mal, mejor, al final de los pasos, antes de cortar la puntita, peguen todos los extremos sueltos de los pliegos de papel de china, de esa manera podrán asegurar su diseño

Tip: para ambos diseños, hagan una canastilla de alambre ligero pero resistente y utilicen el mínimo de resistol, de preferencia vean todos los vídeos antes de hacer sus globos para escuchar algunos de los errores y aciertos que nos pasaron