Unidad I - Hidrulica - udec. josetorres/2011-FisicaII-   Unidad I â€Hidrulica â€Fisica

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  • Unidad I - Hidrulica

  • Hidrosttica

    Conceptos

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    HidrostHidrostticatica

    Densidad y Peso EspecficoSupongamos que tengo un cuerpo que tiene un volumen V, una masa m y un peso p:

    Se define densidad ( ) como la relacin entre la masa que tiene el masa que tiene el cuerpo y su volumen.cuerpo y su volumen.

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    HidrostHidrostticatica

    Densidad y Peso Especfico entonces: = masa / volumen

    OJO:OJO: Los kilogramos que uso para calcular la densidad son Los kilogramos que uso para calcular la densidad son Kilogramos MASA. No son kilogramos fuerza (Newton).Kilogramos MASA. No son kilogramos fuerza (Newton).

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    HidrostHidrostticatica Pregunta: Qu es entonces la densidad? Respuesta: Es una relacin que te dice que cantidad de materia

    entra en un determinado volumen. Ms denso es el cuerpo, ms cantidad de molculas entran por cm3.

    Por ejemplo, la densidad del agua es 1 g/cm3 (= kg/m3). El cuerpo humano es un poco menos denso que el agua. Por eso uno flota en el agua.

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    HidrostHidrostticatica

    Otros ejemplos: La densidad del mercurio es 13,6 La densidad del hierro es 7,8 La densidad de la sangre es 1,06

    Pregunta: Es la sangre ms pesada que el agua?

    3cmg3cmg

    3cmg

    Respuesta: S, ligeramente mas pesada. Un litro deagua pesa 1 kilo. Un litro de sangre pesa 1 kilo y 60 gr.

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    HidrostHidrostticaticaEl concepto de peso especfico es parecido al concepto de

    densidad:

    el peso especfico dice cuanto pesa un cm3 de un objeto.(1 cm3 o un litro o un m3, etc.)

    La diferencia entre peso especfico y densidad es que la densidad es la misma en cualquier lugar del universo. La cantidad de molculas por cm3 es siempre la misma.

    En cambio el peso de un cuerpo depende del lugar donde lo pongas. Por ejemplo, en la Luna los objetos pesan menos y su peso especfico es menor que en La Tierra. En el espacio exterior los objetos no pesan nada y su peso especfico sera CERO. Pero

    la densidad de un objeto es la misma en la Luna, en la Tierra o en donde sea.

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    HidrostHidrostticatica

    Relacin entre Densidad y Peso Especfico

    El peso de un cuerpo se puede poner como Peso = masa x gravedad. Entonces como la densidad es = masa / volumen y = Peso / volumen, queda:

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    HidrostHidrostticatica

    PresinLa presin es la fuerza que acta por unidad de

    superficie o rea. El sentido de la palabra presin en fsica significa ms o menos lo mismo que en la vida diaria. Presin vendra a ser cuanto aprieta algo.

    Ejemplo: Presin del zapato, presin en el abdomen, presin social, etc. La presin se calcula as:

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    HidrostHidrostticatica Ejemplo: Cunta presin ejerce una lata de coca cola en una

    mesa? Respuesta: Una lata de coca cola, que cuando est llena debe

    pesar unos 0.3 N. El dimetro de la base es de unos 8 cm (0.08 m), as que su rea ser:

    A= x radio = 3,14 x (0.04 m) = 0.005 m

    Si pongo la lata parada sobre una mesa, la presin que ejerce sobre la base es:

    El significado de esto es que cada metro cuadrado, la mesa estcada metro cuadrado, la mesa estsoportando una fuerza de casi 60 Newtonsoportando una fuerza de casi 60 Newton

    2 222

    2

    22

    0.3 59,70.005

    F NP N mA m

    = = =

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    HidrostHidrostticatica Tabla de Conversin de Unidades de Presin.

    Para convertir presin de una unidad a otra:

    Comenzar desde la columna cuyo encabezado tiene la unidad de partida

    Bajar hasta la fila que tiene el nmero " 1 Moverse por la fila hasta llegar a la columna cuyo encabezado

    tiene la unidad que uno quiere Multiplicar el nmero que tiene esa celda por el valor de partida

    y obtener el valor en la unidad requerida

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    HidrostHidrostticatica Tabla de Conversin de Unidades de Presin.

    psi .atms cm OH 2 2cm

    Kgf

    mm Hg )(Torr mbar bar

    Pa 2mN kPa MPa

    1 0,0681 70,38 0,0704 51,72 68,95 0,0689 6895 6,895 0,0069

    14,70 1 1035 1,035 760 1014 1,013 101357 101 0,1

    0,0361 0,00246 2,54072 0,00254 1,86691 2,4891 0,00249 248,9 0,24891 0,00025

    0,00142 0,0001 0,1 0,0001 0,07348 0,09797 0,0001 9,79682 0,0098 0,00001

    0,01421 0,00097 1 0,001 0,7348 0,97968 0,00098 97,97 0,09797 0,0001

    0,0625 0,00426 4,39875 0,0044 3,23219 4,30938 0,00431 430,94 0,43094 0,00043

    14,22 0,96838 1001 1 735 979 0,97869 97940 97,94 0,09801

    0,4912 0,03345 34,57 0,03458 25,4 33,87 0,03384 3387 3,38682 0,00339

    0,0193 0,00132 1,36115 0,00136 1 1,33327 0,00133 133,33 0,13333 0,00013

    0,1934 0,01317 13,61 0,01362 10 13,33269 0,01332 1333 1,33327 0,00133

    0,0145 0,00099 1,02051 0,001 0,74987 1 0,001 100 0,1 0,0001

    14,5 0,98772 1021 1,02108 750 1000 1 100073 100 0,1

    0,00015 0,00001 0,01 0,00001 0,0075 0,01 0,00001 1 0,001 0,000001

    0,14504 0,00988 10,21 0,01 7,5 10 0,01 1000 1 0,001

    145,04 9,87722 10208 10,21082 7501 10001 10 1000726 1001 1

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    HidrostHidrostticatica Algunas Presiones Interesantes ...

    Presin Atmosfrica

    Es el peso de todo ese aire distribuido sobre la superficie de la TierraLa presin atmosfrica vara segn el da y segn la altura a la que ests. El valor al nivel del mar es de 1,033 Kgf/cm2. (1.013x105 N/m2 )

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    HidrostHidrostticatica Algunas Presiones Interesantes ...

    Presin Bajo el Agua

    Al nadar a 10 m de profundidad tienessobre tu cuerpo una presin aproximada de 1 atmsfera. (= 1 Kgf/cm2)

    Es decir, la presin sobre tu cuerpo esde una atmsfera por encima de la por encima de la presipresin atmosfn atmosfricarica

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    HidrostHidrostticatica Algunas Presiones Interesantes ...

    Presin a una Profundidad h

    La presin en el fondo va a depender la densidad del lquido. Si lleno el recipiente con mercurio, la presin va a ser mayor que si lo lleno con agua

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    Presin a una Profundidad h

    La presin en el fondo va a depender la densidad del lquido. Si lleno el recipiente con mercurio, la presin va a ser mayor que si lo lleno con agua

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    HidrostHidrostticatica Algunas Presiones Interesantes ...

    ATENCIN: Mucha gente cree que la presin del agua slo empuja hacia abajo.Esto es FALSO. La presin se ejerce EN TODAS DIRECCIONES.Es decir, si tienes un submarino sumergido

    (Principio de Pascal)

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    HidrostHidrostticatica Presin Manomtrica y Presin Absoluta

    Supongamos que tengo un tanque lleno de gas. Un estanque, por ejemplo. Quiero saber que presin hay adentro del estanque.

    Para averiguar esto lo que se hace a veces es colocar un tubo dela siguiente manera:

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    HidrostHidrostticatica Presin Manomtrica y Presin Absoluta

    El gas que hay dentro, empuja la columna de lquido y la hace subir una altura h.Mientras ms presin tenga el estanque, mayor ser la altura que va a subir el lquido.

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    HidrostHidrostticatica Presin Manomtrica y Presin Absoluta

    Si conozco la altura que subi el lquido puedo calcular la presin dentro del recipiente. Lo hago con la frmula:

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