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Tarea Mecanica de Fluidos (2) Mads
Tarea Mecanica de Fluidos (2) Mads
Tarea Mecanica de Fluidos (2) Mads
MARZO 2023
Universidad
Autónoma De Santo
Domingo
TAREA
MECANICA DE
FLUIDOS
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o
parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza igual al peso
del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo, cuando un cuerpo está
sumergido en el fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la
superficie del cuerpo, que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del
cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se
mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se describe como:
Hidrostática
La hidrostática es la rama de la física que estudia los fluidos en estado de equilibrio. Los
principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y
el principio de Arquímedes.
El principio de Pascal
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y
matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: «el incremento de
presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un
recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del
mismo». Ósea que, si en el interior de un líquido se origina una presión, estas se transmite
con igual intensidad en todas direcciones y sentidos.
Ejemplo de presión hidrostática. Un ejemplo de este fenómeno físico es cuando nosotros metemos agua
en un recipiente y la presión hidrostática aumenta a medida que aumenta la profundidad dentro del fluido.
Ejemplo
Torricelli, llenó con mercurio un tubo de 1 metro (100 cm) de largo, cerrado por uno de los extremos y lo
invirtió sobre una cubeta llena de mercurio, de inmediato la columna de mercurio bajó varios centímetros,
permaneciendo estática a unos 76 cm (760 mm) de altura.
d) Que es un manómetro y un barómetro.
El barómetro es un instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica. Por su lado, el
manómetro es empleado cuando se quiere comprender la presión de un líquido o un gas que está
contenido en un envase.
Unidades
La única respuesta que cabe dar a esta pregunta es «depende»: depende de a quién planteemos la
pregunta, depende de si estamos hablando o escribiendo, depende de a quién queramos comunicar las
cifras tensionales y para qué, depende de en qué país nos encontremos…
sistema internacional de unidades, pues, debería expresar las cifras de tensión arterial en Pa o, como
mucho, en N/m2.
Explique que es la presión sistólica y la presión diastólica.
El primer número, llamado presión arterial sistólica, es la presión causada cuando el corazón se contrae y
empuja la sangre hacia afuera. El segundo número, llamado presión arterial diastólica, es la presión que
ocurre cuando el corazón se relaja y se llena de sangre
Si sumergimos completamente un objeto en un recipiente lleno con agua hasta el borde, un poco de agua
se derramará, y decimos que el agua es desplazada por el objeto. El volumen del objeto es igual al
volumen del agua desplazada (derramada).
Ejemplo
Supongamos un cuerpo sumergido de densidad ρ rodeado por un fluido de densidad ρf. El área de la base
del cuerpo es A y su altura h.
La presión debida al fluido sobre la base superior es p1= ρfgx, y la presión debida al fluido en la base
inferior es p2= ρfg(x+h). La presión sobre la superficie lateral es variable y depende de la altura, está
comprendida entre p1 y p2.
Las fuerzas debidas a la presión del fluido sobre la superficie lateral se anulan. Las otras fuerzas sobre el
cuerpo son las siguientes:
mg+p1·A= p2·A
mg+ρfgx·A= ρfg(x+h)·A
o bien,
mg=ρfh·Ag
Como la presión en la cara inferior del cuerpo p2 es mayor que la presión en la cara superior p1, la
diferencia es ρfgh. El resultado es una fuerza hacia arriba ρfgh·A sobre el cuerpo debida al fluido que le
rodea.
Como vemos, la fuerza de empuje tiene su origen en la diferencia de presión entre la parte superior y la
parte inferior del cuerpo sumergido en el fluido.
PROF. ANDRES MANZUETA CEPEDA. MARZO 2023
Con esta explicación surge un problema interesante y debatido. Supongamos que un cuerpo de base plana
(cilíndrico o en forma de paralepípedo) cuya densidad es mayor que la del fluido, descansa en el fondo del
recipiente.
Si no hay fluido entre el cuerpo y el fondo del recipiente ¿desaparece la fuerza de empuje?, tal como se
muestra en la figura
¿Qué dice el principio de Arquímedes y cuál es su fórmula?
E =mg= ρf g V Donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por
algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de
este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad
existente.
El principio de Pascal afirma que cuando se ejerce presión sobre un fluido incompresible, la presión se
transmite con igual intensidad a todos los puntos del fluido y a las paredes que lo contienen.
Formulación
Podemos representar este principio con la siguiente fórmula: P = F/A. Donde P representa la presión que
ejerce el pistón, F es la fuerza que se aplica sobre el líquido y A es el área que ocupa el fluido en el
contenedor.
1. Compruebe
que puede llenar y
vaciar el tanque
utilizando las llaves
disponibles.
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Y LA PRESION
MANOMETRICA: 101.324 kpa
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Tabla 1
Tabla 2
Preguntas:
iii. Si existe alguna diferencia de medida entre las tablas 1 y 2, ¿a qué cree que
se debe?
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C)
CALCULE DE MANERA TEÓRICA LA PRESIÓN MANOMÉTRICA (P=DGH) Y COMPLETE LA
SIGUIENTE TABLA. SUME A LA PRESIÓN MANOMÉTRICA LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA
PARA CALCULAR LA PRESIÓN ABSOLUTA (PABS=PMAN+PATM)
4. Una esfera de hierro puro y una esfera llena de aire son sumergidas
totalmente sumergidas en un tanque de agua. El empuje que recibe la esfera
llena de aire es:
d) Principio de Arquímedes
e) Ninguna de las anteriores
a) 80 N
b) 64 N
c) 20 N
d) Ninguna de las anteriores mi respuesta es
3. Una manguera de 2 cm2 de área tiene una boquilla reductora en su extremo. Si
la velocidad del agua en el interior de la manguera es de 5 m/s. y el área de la
boquilla es de 0.5 cm2, la velocidad de salida del agua luego de la boquilla
reductora es:
a) 5 m/s
b) 10 m/s
c) 20 m/s
d) 2.5 m/s
5. Una mujer que tiene un peso de 120 lb., tiene unos tacos con un área de
0.25 pulg2 Cuando se apoya en un solo pie la presión que ejerce sobre el piso
es:
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a) 480 psi
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b) 30 psi
c) 240 psi
d) 60 psi
e) Ninguna de las anteriores, mi respuesta es