7/22/2019 Diapositiva de Estatica de Fluidos

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Fsica

para Arquitectura

Esttica de fluidos

Densidad y presin. Presin atmosfrica.

Principio de pascal. Aplicaciones.Principio de Arqumedes.

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Al finalizar la sesin el estudiante

determina magnitudes fsicasinvolucradas en los fluidos

(densidad, presin) y en prensas

hidrulicas.

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Logros de la sesin

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Definicin de fluidos.

Definicin de densidad.

Definicin de Presin,presin de fluidos y presinabsoluta.

Presentacin y explicacindel principio de Pascal yPrensa hidrulica

Resolucin de ejercicios de la

prctica dirigida

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Gua de clase

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21/11/2013 Y. Milachay, S. Tinoco, J. Moy 4

Videos

http://www.youtube.com/watch?v=9ZoEucNRm3w&feature=fvsr

http://www.youtube.com/watch?v=0br2Gm-ep2M&feature=related

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Fluidos Fluido: Cualquier sustancia que puede

fluir, lquidos o gases. stos secaracterizan por tener densidad y presin.

Esttica de fluidos: Estudio de losfluidos en reposo.

Densidad

La densidad define como la masa por

unidad de volumen.

La unidad de medida de la densidad en el

SI esel kg/m3.

1,00x103kg/m3= 1,00 g/cm3

V

m

Sustancia Densidad (kg/m3)

Aire 1,20

Helio 0,18

Hidrgeno 0,09

Agua dulce 1 000

Hielo 917Agua salada 1 030

Alcohol 806

Madera 373

Aluminio 2 700

Cobre 8 920

Hierro, Acero 7 800

Plomo 11 300

Oro 19 300

Mercurio 13 600

Tabla 1.Densidades de algunas

sustancias comunes

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Presin La fuerza ejercida por unidad de superficie

es la presin. La presin es una cantidadescalar que cuantifica la fuerzaperpendicular a una superficie.

Si una fuerza perpendicular de mdulo Facta sobre una superficie A, la presin enese punto es:

La unidad en el SI de la presin eselpascal(Pa), donde:

1 Pa =1 N/m2

Otras unidades de presin:

1 atm = 1,013 x 105Pa

1 atm = 760 torr1 mm de Hg = 1 torr

1 lb/in2 (psi) = 6,90 x 103Pa

1 bar = 105Pa

FpA

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Presin atmosfrica La presin atmosfrica es la presin

ejercida por la masa de aire que seencuentra directamente encima delrea en consideracin.

La presin de una atmsfera es igual alpeso que una columna de mercurio de76,0 cmde altura que ejerce sobre un

cm.

La presin atmosfrica al nivel de mares:

1,013 x105Pa = 1 atm = 14,7 psi

La presin atmosfrica vara con elclima y con la altura.

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Presin en un fluido Un lquido en reposo con densidad

uniforme y ubicado en una regin con gconstante.

Si determinamos el peso de la columnade fluido mostrada en la figura,

Si se toma en cuenta que la presin xrea es igual a la fuerza,

P = P0 + g h

F ghA

0p p gh

presin absoluta o total

Presin atmosfrica

Presin solo del liquido

(hidrosttica)

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Lapresin manomtrica, es el excesode presin ms all de la presinatmosfrica.

La presin que se mide con relacincon el vaco perfecto se conoce con elnombre depresin absoluta.

pabsoluta

= patmosfrica

+ pmanomtrica

Vasos comunicantes

La presin en la parte superior de cadacolumna de fluido es igual ap0(presinatmosfrica).

La presin slo depende de la altura,pero no de la forma del recipiente.

Presin absoluta y manomtrica Todos los puntos a una misma

profundidad y mismo liquido seencuentran a la misma presin, sinimportar la forma del recipiente:

p1= p2= p3= p4

1 2 3 4

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Determinacin de la lnea de nivel

Cuando se quiere obtener un punto que est ala misma que otro se recurre al principio de

los vasos comunicantes.

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Principio de Pascal Todo cambio de presin en un punto de un fluido incompresible dentro de un recipiente se

transmite ntegramente a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene.

Aplicaciones del principio de Pascal

Prensa hidrulica

En el pistn pequeo se aplica una fuerza F1, la presin producida se transmite atodos los puntos del lquido, por lo que en el pistn grande la fuerza que se ejercehacia arriba es:F2.

2

2 1

1

AF F

A

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Principio de Pascal

Se aplica una pequea

fuerza en este lado

Presin p debida a F1transmitida por todo el fluido

La presin en este lado acta sobre un

rea mayor y produce mayor fuerza

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Problemas Cunto vale la fuerza ejercida sobre la muestra de la figura en al prensa hidrulica

mostrada?

Un elevador hidrulico de un taller tiene dos pistones: uno pequeo con reatransversal de 4,00 cm2y otro grande de 250 cm2. Si el elevador se dise para levantarun auto de 3 500 kg, qu fuerza mnima debe aplicarse al pistn pequeo?

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Muchas gracias

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