Mecánica de fluidos primera parte

Summary

This script offers an insightful overview of fluid mechanics, distinguishing between fluid statics and dynamics. It delves into concepts like density, specific gravity, and pressure, emphasizing their significance in engineering and science. The script explains Torricelli's experiment, illustrating how atmospheric pressure is measured. It also introduces Pascal's principle, highlighting its applications in hydraulic systems, and discusses Archimedes' principle, explaining buoyancy. The educational content is designed to engage viewers with its comprehensive explanation of fundamental fluid mechanics concepts and their practical applications.

Takeaways

• 💧 Fluid Mechanics studies fluids at rest and in motion, including liquids, gases, and plasmas.
• 🔍 Fluid Statics focuses on fluids at rest, using principles from Newton's laws of motion and conservation laws.
• 🌊 Fluid Dynamics examines fluids in motion, utilizing simplified models and known principles like Newton's laws and conservation of mass and energy.
• 📏 Density is a key parameter of fluids, defined as a material's intrinsic property related to how atoms are structured within it.
• 📉 The density of a homogeneous material like ice or iron is uniform throughout, represented by the Greek letter 'rho'.
• 📚 Common substances' densities are listed, such as air at 20 degrees Celsius (1.20 kg/m³), ethanol (0.81 kg/m³), ice (0.92 kg/m³), pure water (1.00 kg/m³), and seawater (1.03 kg/m³).
• 🧭 Specific gravity is the ratio of a material's density to that of water at 4 degrees Celsius, a dimensionless number.
• 📐 Pressure in a fluid is crucial, with applications in engineering and sciences; fluids can only exert normal force, not shear stress.
• 🌡 The weight of a fluid column can be calculated using its density, base area, height, and gravity, resulting in pressure exerted on a surface.
• 🌍 Atmospheric pressure results from gases in the Earth's atmosphere, with Torricelli's experiment pioneering the measurement of atmospheric pressure using mercury columns.
• 🚗 Pascal's Principle is fundamental to hydraulic systems, allowing force multiplication with minimal effort, impacting modern life, including car hydraulic systems.

Q & A

What is fluid mechanics?

Fluid mechanics is the study of fluids, which can be liquids, gases, or plasmas. It examines the behavior of these substances at rest and in motion.

What are the two main branches of fluid mechanics?

The two main branches of fluid mechanics are fluid statics, which studies fluids at rest, and fluid dynamics, which studies fluids in motion.

What is an important property of fluids?

Density is an important property of fluids, defined as a material's intrinsic property that depends on how atoms are structured within the material.

How is density calculated?

Density is calculated as the ratio of a material's mass to its volume, expressed mathematically as density equals mass divided by volume.

What is specific gravity?

Specific gravity is the ratio of a material's density to the density of water at 4 degrees Celsius, and it is a dimensionless number.

What is pressure in a fluid?

Pressure in a fluid is the force that acts perpendicular to a surface, and it is defined as the magnitude of force per unit area.

What is the relationship between pressure, density, and height in a fluid column?

The pressure exerted by a fluid column is equal to the product of the fluid's density, gravitational acceleration, and height of the column.

Who was Torricelli and what is his contribution to understanding atmospheric pressure?

Torricelli was an Italian physicist who conducted an experiment that allowed for the measurement of atmospheric pressure. His experiment showed that atmospheric pressure could be measured by the height of a mercury column.

What is absolute pressure?

Absolute pressure is the sum of the pressure exerted by the surrounding medium on the top of a fluid and the pressure due to the fluid column between the ground and the object.

What is Pascal's principle?

Pascal's principle states that the pressure applied to a fluid at rest is transmitted equally and undiminished to all portions of the fluid and the walls of the containing vessel.

How does the principle of Archimedes relate to buoyancy?

The principle of Archimedes states that a body submerged in a fluid experiences an upward force equal to the weight of the fluid displaced by the body, which is the basis for the phenomenon of buoyancy.

What determines whether an object will float or sink in a fluid?

An object will float if its average density is less than the fluid's density, and it will sink if its average density is greater than the fluid's density.

How can the distance traveled by pistons in a hydraulic system be calculated?

In an ideal system without energy loss, the work input is equal to the work output. Therefore, the distance traveled by pistons can be calculated based on the work done and the forces applied.

Outlines

00:00

💧 Fundamentals of Fluid Mechanics

This paragraph introduces the concept of fluid mechanics, which is the study of fluids—substances that can flow, including liquids, gases, and plasmas. It explains that fluid mechanics is divided into fluid statics, which examines fluids at rest, and fluid dynamics, which studies fluids in motion. Both fields rely on fundamental principles like Newton's laws and the conservation of energy and mass. The paragraph also discusses key fluid properties, particularly density, which is an intrinsic property of matter. Density is calculated as the ratio of a material's mass to its volume. Examples of densities for various substances are provided, such as air, ethanol, ice, pure water, seawater, and others. The concept of specific gravity is also introduced as the ratio of a material's density to the density of water.

05:01

📐 Pressure in Fluids

The second paragraph delves into the concept of pressure within fluids, which is a critical parameter with numerous engineering and scientific applications. It explains that fluids do not support tensile stress, and thus the only force that can be exerted on an object submerged in a static fluid is compressive. This force is always perpendicular to the object's surface. Pressure is defined as the magnitude of the force acting perpendicular to a surface area. The paragraph introduces the pascal as the SI unit of pressure, equivalent to a newton per square meter. It also discusses the pressure exerted by a column of material, using a cylinder as an example to explain how pressure can be calculated as the density, gravity, and height of the column.

10:03

🌍 Atmospheric Pressure

This section discusses atmospheric pressure, which is exerted by the Earth's atmosphere—a layer of gases surrounding the planet. It mentions the Earth's geoid shape and the composition of the atmosphere, which includes nitrogen, oxygen, helium, and other gases. The historical context of Torricelli's experiment is provided, which determined atmospheric pressure by measuring the height of a mercury column. The principle behind the experiment is explained, showing how the atmospheric pressure is equal to the pressure exerted by the mercury column. The calculation of atmospheric pressure using the density of mercury, gravity, and the height of the column is detailed, resulting in a standard atmospheric pressure of 101.325 kPa at sea level.

15:04

💧 Pascal's Principle and Hydraulics

The fourth paragraph explains Pascal's Principle, which states that pressure applied to a fluid at rest is transmitted undiminished to all portions of the fluid and the walls of its container. It highlights the practical application of this principle in hydraulic systems, such as hydraulic jacks, which use the principle to amplify force. The paragraph describes how a small force applied to a small area can create a much larger force over a larger area, which is useful for lifting heavy loads with minimal effort. It also touches on the historical significance of hydraulics in modern life, including its impact on making vehicles easier to drive.

20:05

🚜 Application of Pascal's Principle

This paragraph provides a practical example of applying Pascal's Principle to calculate the force required to lift a 2500 kg vehicle using a hydraulic jack. It outlines the steps to calculate the force needed on the smaller piston to achieve the desired force on the larger piston. The calculation involves the force due to gravity on the vehicle, the areas of the pistons, and the principle that pressure is force per unit area. The example demonstrates the significant force amplification possible with hydraulic systems, allowing for the lifting of heavy loads with relatively small input forces.

25:06

🌊 Archimedes' Principle and Buoyancy

The sixth paragraph covers Archimedes' Principle, which states that a body submerged in a fluid experiences an upward force equal to the weight of the fluid displaced by the body. It explains how this principle leads to the phenomenon of buoyancy, where an object submerged in a fluid appears to weigh less. The paragraph uses the example of a stone being submerged in water, displacing a volume of water equal to its own volume. It details how the buoyant force can be calculated as the density of the displaced fluid multiplied by the volume of the displaced fluid and gravity. The concept of an object's average density relative to the fluid is also discussed, explaining why some objects float and others sink.

Keywords

💡Fluid Mechanics

Fluid Mechanics is the study of how fluids, such as liquids, gases, and plasmas, behave at rest and in motion. It is central to the video's theme as it sets the stage for understanding the various concepts discussed, such as fluid statics and dynamics. The script explains that fluid mechanics uses principles like Newton's laws and conservation laws to analyze fluid behavior.

💡Fluid Statics

Fluid Statics is a subfield of fluid mechanics that deals with fluids at rest and in equilibrium. It is mentioned in the script as being based on the first and third laws of Newton. An example given is the study of forces acting on objects submerged in a fluid at rest.

💡Fluid Dynamics

Fluid Dynamics, on the other hand, focuses on fluids in motion. The script discusses how it uses simplified models and known principles to analyze various situations involving moving fluids, emphasizing its importance in both engineering and science.

💡Density

Density is defined as a material's intrinsic property, which depends on how atoms are structured within the material. It is calculated as mass per unit volume. The script mentions that density is crucial for understanding fluid behavior, with examples given for various substances like air, ethanol, ice, and water.

💡Specific Gravity

Specific Gravity is the ratio of a material's density to the density of water at 4 degrees Celsius. It is a dimensionless number that helps compare densities of different materials. The script uses specific gravity to discuss how different substances interact with water.

💡Pressure

Pressure in a fluid is a key parameter with many engineering applications. The script defines pressure as the force acting perpendicular to a surface divided by the area of that surface. It explains how pressure due to a column of material, like a cylinder, can be calculated using the formula pressure = density × gravity × height.

💡Atmospheric Pressure

Atmospheric Pressure is the pressure exerted by the Earth's atmosphere on its surface. The script discusses Torricelli's experiment, which determined atmospheric pressure by measuring the height of a mercury column that the pressure could support. It is noted as being approximately 760 mmHg at sea level.

💡Absolute Pressure

Absolute Pressure is the total pressure acting on a submerged object, which is the sum of the atmospheric pressure and the pressure due to the fluid column above the object. The script uses the example of a person submerged in a river to illustrate how to calculate absolute pressure.

💡Pascal's Principle

Pascal's Principle states that pressure applied to a fluid at rest is transmitted equally and undiminished to all portions of the fluid and the walls of its container. The script explains how this principle is fundamental to hydraulic machines, such as hydraulic presses and car braking systems.

💡Archimedes' Principle

Archimedes' Principle explains that a body submerged in a fluid experiences an upward force equal to the weight of the fluid displaced by the body. The script uses this principle to discuss buoyancy, illustrating how objects float or sink based on their density compared to the fluid they are in.

Highlights

Definition of fluid mechanics and its study of fluids at rest and in motion.

Classification of fluid mechanics into fluid statics and fluid dynamics.

Explanation of density as an intrinsic property of matter and its calculation.

Use of the Greek letter rho (ρ) to denote density.

List of densities for common substances like air, ethanol, ice, and water.

Introduction to the concept of specific gravity as the ratio of a material's density to water's density.

Importance of pressure in fluids and its definition in terms of force per unit area.

Explanation of how fluids do not support shear stress and the nature of pressure exerted by a static fluid.

Pressure due to a column of material and its calculation using density, gravity, and height.

Application of the principle that pressure in a fluid at rest is transmitted undiminished to all parts of the fluid.

Historical context of Torricelli's experiment to measure atmospheric pressure.

Calculation of atmospheric pressure using mercury's density, gravity, and the height of the Torricelli's experiment.

Concept of absolute pressure for an object submerged in a fluid.

Explanation of Pascal's principle and its application in hydraulic machines.

Practical implications of Pascal's principle in modern life, such as in car hydraulic systems.

Archimedes' principle stating that a body submerged in a fluid experiences an upward force equal to the weight of the fluid displaced by the body.

Phenomenon of buoyancy and how it relates to the density of objects and fluids.

Calculation of the distance traveled by pistons in a hydraulic system based on work input and output.

Transcripts

mecánica de fluidos

fluido

un fluído de cualquier sustancia que

puede fluir

usamos el término

para referirnos a líquidos gases o

plasmas

la mecánica de fluidos estudia el estado

de reposo movimiento de los fluidos y en

términos de ellas podemos clasificar

dicha mecánica el fluido en estática de

fluidos que estudia los fluidos en

reposo al igual que otras situaciones de

equilibrio está se basa en la primera y

tercera ley de newton y tenemos por otro

lado la dinámica de fluidos que estudia

los fluidos en movimiento

podemos analizar muchas situaciones

importantes

usando modelos

idealizados que son de formas sencillas

y los principios que ya conocemos como

las leyes de newton y la conservación de

la energía

además también de la conservación de la

masa

algunos parámetros importantes de los

fluidos son la densidad es uno de los

más importantes

qué es una propiedad intrínseca de la

materia lo que significa que la densidad

de un material depende

específicamente de la forma en que se

estructuran los átomos en el material

el valor medio de la densidad puede

obtenerse mediante el cociente de la

masa y el volumen del cuerpo

un material homogéneo tal como el hielo

o el hierro tiene la misma densidad en

cada tramo del material o en cada parte

usaremos la letra griega rock para

denotar la densidad esta letra que

estamos bordeando con el cursor

en la que vamos a usar para denotar la

densidad

la masa del material es m para un

material homogéneo y tiene volumen v

la densidad la podemos expresar en

términos

matemático común

densidad igual a masa entre volumen es

el valor medio

es la tabla que estamos mostrando en

pantalla

tenemos las densidades de algunas

sustancias comunes

para el aire a 20 grados celsius 1.20

kilogramos sobre el metro cúbico el

etanol 0.81 por día la 3 kilogramos

sobre metro cúbico

el hielo 0.92 por de la tre kilogramos

sobre metro cúbico

el agua pura tiene 11.00 por delante

kilogramos sobre el metro cúbico

el agua de mar

tiene un poquito mayor densidad debido a

las sales tiene una densidad de 1.03 por

día la 3 kilogramos sobre el metro

cúbico y así tenemos algunos elementos

algunas sustancias de uso común y

enlistamos la densidad característica de

cada una de esas sustancias o elementos

también está el concepto de gravedad

específica que es la razón entre la

densidad del material y la densidad del

agua a 4 grados 6 es decir mil

kilogramos sobre metro cúbico

la gravedad específica es un número sin

unidades es un número a dimensional

presión en un fluído este también es un

parámetro de suma importancia

que ingeniería tiene muchas aplicaciones

y no solo en ingeniería también en

ciencias

los fluidos no soportan esfuerzo

cortante o de tensión

debido a eso el único esfuerzo que se

puede ejercer sobre

un objeto sumergido en un fluido

estático es el que tiende a comprimir el

objeto desde todos los lados

la fuerza que ejerce el fluido estático

sobre un momento siempre es

perpendicular a la superficie del objeto

definimos la presión p como la magnitud

de fuerza que actúa en forma

perpendicular

sobre una superficie entre el valor del

área de dicha superficie

en términos diferencial la presión será

diferencial de

magnitud de fuerza que actúa

perpendicular al área entre el

diferencial de área

si la impresión es la misma en todos los

puntos de una superficie por ejemplo una

superficie plana de área

entonces podemos expresar la ecuación de

la presión en término macroscópico como

presión igual la magnitud de fuerza que

actúa perpendicular a una área entre el

valor de dicha área

la unidad básica de presión en el

sistema internacional de unidades es el

pascal

abreviado con una p mayúscula y una

minúscula y un pascal es un newton entre

un metro cuadrado

presión debida a una columna de un

material

supongamos que tenemos un material que

tiene formas cilíndricas como el

material que está parpadeando en la

parte izquierda de la pantalla el

cilindro de la figura tiene decidas rojo

vamos a decir que está hecho de un

material homogéneo

determinamos la fuerza del peso que el

cilindro ejerce sobre el suelo el

cilindro tiene altura h y tiene área

y decide a toro

el peso del cilindro es masa por

gravedad

como la densidad es masa sobre volumen

entonces podemos despejar la masa de la

ecuación que estamos bordeando con el

cursor

y expresarla en términos de la densidad

y el volumen

y de este modo entonces el peso será

masa que decida por volumen de acuerdo a

el despeje que realizamos de la ecuación

que estoy bordeando con el cursor

x la gravedad recuerden que pese más

gravedad en lo que esté en paréntesis es

la masa en masa es decir a por el

volumen como el volumen del cilindro es

área de la base por la altura entonces

podemos expresar como un peso igual a

densidad por el volumen que es área de

la base por la altura y multiplicado por

la gravedad que presión ejerce el

cilindro sobre el suelo este cilindro

que tenemos la figura a la izquierda

evidentemente que la presión que ese va

a ser la fuerza que actúa perpendicular

al área en este caso el área de la base

del cilindro entre el área sobre la cual

aplica esa fuerza que sería exactamente

el área de la base del cilindro

la presión es

presión e igual la magnitud de fuerza

que todo perpendicular al área entre el

valor de dicha área como la fuerza que

actúa perpendicular a la área de reposo

del cilindro es la fuerza de peso que ya

vimos que la densidad por área de la

base por la altura por la gravedad

entonces simplemente esta magnitud de

fuerza la dividimos entre el área que

estamos sombreando en este momento

qué es el área de suelo que soporte el

peso del cilindro

y la presión entonces será la magnitud

de fuerza captó perpendicular al área

entre el valor de dicha área siendo la

magnitud de fuerza que tuvo por penn de

curar a la área igual a la densidad por

el área se centró en ver sal por la

altura por la gravedad

aquí cancelamos el área de sesión

transversal y finalmente la presión

debida a

ese objeto cilíndrico es

presión igual la densidad gravedad por

altura

esa ecuación que estamos encerrando en

el rectángulo color azul es

sumamente importante

y tiene muchas aplicaciones en la

mecánica del fluido

esta última ecuación es válida también

para una columna de fluido

o sea que no solamente en realidad para

sólido si delimitamos una región

cilíndrica en el interior de un fluido

también esa ecuación sigue siendo válida

presión

atmosférica nuestro planeta tiene en

forma aproximadamente esférica un poco

de chantada en los polos eso se conoce

como forma de geoide

pero a su alrededor hay una bola de

gases que rodea el planeta por ejemplo

la imagen

vemos una bola de gas es la periferia

del planeta eso lo que se conoce como

atmósfera

entre esos gases tenemos nitrógeno

oxígeno helio algún cristo xenón

ozono vapores de agua frío nes entre

otros gases esa mezcla de gases conforma

lo que se conoce como atmósfera

la atmósfera es la capa gaseosa que

rodea la tierra los gases que la

componen ejercen una presión sobre la

superficie terrestre y todo el entorno

del planeta dicha presión se conoce como

presión

atmosférica

uno de los pioneros en trabajar con la

presión atmosférica y hacer cálculo

numérico y obtener el valor de la misma

fue el físico italiano torricelli

torii se le hizo un experimento que el

día de hoy lleva su nombre se conoce en

la física como experimento de torricelli

el mismo permitió determinar la presión

atmosférica

a nivel del mar

básicamente lo que tories él hizo fue

que diseñó un dispositivo como el que

vemos parpadeando en la parte inferior

derecha

tomo una cubeta de mercurio y un tubo

cerrado a un extremo y también lo llenó

del mercurio le impuso una mano e

invirtió el tubo en la cubeta de

mercurio y luego quito la mano y él vio

que el nivel de mercurio en el tubo

desde el día

pero no descendía hasta el nivel del

mercurio en la cubeta sino que se

quedaba una columna de altura h

luego él entendió que lo que produciría

que esa columna de altura se quede

como se ve la figura es precisamente la

presión que actúa

el fluido de la cubeta

esa es la denominada presión atmosférica

y de forma inteligente el

planteo y supuso que esa presión

atmosférica era exactamente la que

equilibraba esa columna de mercurio

la altura a la que quedaba la columna de

mercurio era 760 milímetros y desde ese

momento se utiliza el milímetro de

mercurio como unidad de presión

la densidad del mercurio es 13.6 por día

la 3 kilogramos sobre metro cúbico

ya habíamos visto que la presión es

densidad gravedad por altura entonces

sustituimos la densidad de mercurio la

gravedad y la altura que se alcanza en

la columna de mercurio en el experimento

de torricelli

entonces la presión atmosférica será

igual a 13.6 porque la 3 kilogramos

sobre metro cúbico multiplicado por 9.8

metros sobre segundo cuadrado y

multiplicado por

760 mil y metros que al llevarlo a

metros dividiendo por mil es cero puntos

76 metros

realizando ese producto

edison muñoz tiene una pregunta

la presión de los brazos

la presión del mercurio puede ser

cualquiera va a depender de la altura de

la columna

ahora cuando hablamos de presión

atmosférica a nivel del mar entonces

vamos a tener esa misma altura siempre

cada vez que utilicemos mercurio

pero realmente la presión del mercurio

sobre el fluido va a depender de la

altura que tenga la columna del mercurio

y si realizamos el experimento en otro

planeta entonces vamos a tener

generalmente valores distintos

ya que no es la misma atmósfera en cada

planeta

entonces para calcular la presión

atmosférica simplemente multiplicamos

estas tres cantidades

y tenemos como resultado presión

atmosférica igual a 1.03 se pone a las

cinco minutos sobre metro cuadrado

de ahí que se utiliza la presión

atmosférica igual a 1.03 se pone a las 5

pascal

recordando que el neutro sobre metro

cuadrado es pascal

presión absoluta para un objeto

sumergido en un fluido un momento que se

suman en un fluido experimenta una

presión que es la suma de las presiones

que ejerce el medio circundante en la

parte superior del fluido más la presión

que se debe a la columna del fluido que

se encuentre entre la superficie

terrestre y el objeto

así si usted de repente se sumerge en un

río digamos supongo que usted se sumerge

tres metros en un río

entonces sobre usted va a estar actuando

una impresión absoluta que será la suma

de la presión atmosférica que está

actuando la parte superior al frío más

la presión que se debe a la columna de

fluido que reposa sobre usted es decir

la presión debida a la columna de agua

que tiene tres metros de altura que paso

de usted

dicha presión en ese caso entonces usted

la puede obtener como la densidad del

agua por la gravedad por tres metros que

serían la altura en este caso y eso

tendría que sumarle la presión

atmosférica de 1.0 13 por de la 5 para

cal para obtener la presión absoluta que

está actuando sobre usted ente el menos

siempre la presión absoluta será la

presión atmosférica empezó cero más la

presión debida a la columna de fluido

que reposa sobre usted

principio de pascal a veces se conoce

como le destacan

establece que la presión aplicada a un

punto de un fluido en reposo se

transmite íntegramente a todas las

partes del fluido incluyendo las paredes

del recipiente que contiene dicho fluido

una de las máquinas que más uso tiene

que se fundamenta en el principio del

plancal es el gato hidráulico

por ejemplo en la imagen que está

parpadeando en pantalla

vemos un sistema hidráulico

que está compuesto por aceite hidráulico

y dos pitones móvil uno de arias a su 1

como el que estamos bordeando como el

cursor y uno de arias a su 2 como el que

estamos bordeando con el cursor en este

momento

entonces en el pitón de menor área se

realiza una fuerza luego el pitón de

mayor área realiza una fuerza mucho

mayor

este sistema permite una ganancia de

fuerza sin embargo no de energía ya que

tenemos que mover una distancia mayor el

cilindro de menor área que el cilindro

de mayor es el intro del mayor área

tiene que ser movido una distancia menor

pero es una ganancia de fuerza bastante

interesante porque nos permite realizar

el gran cantidad de fuerza a expensas de

un pequeño esfuerzo

la vida moderna se fundamenta mucho en

el pisito de pakal

y de hecho hoy día muchas personas

pueden conducir un automóvil debido al

principio de pascal décadas atrás a las

mujeres se le dificultaba conducir

porque los vehículos tenían guía que

eran mecánicos no tenían sistema

hidráulico y para doblar un día de eso

la fuerza que había que hacer era enorme

sin embargo la aplicación del principio

de pakal ha provocado que hasta un niño

pueda manejar un automóvil porque no hay

que realizar gran fuerza para poder

mover el guía

esto básicamente se debe a una

aplicación del principio de pakal pero

no solamente eso todo lo que tenga el

pedido hidráulico está fundamentado en

el principio de paccar no solamente

hidráulica prensa hidráulica gato

hidráulico todo lo que tenga apellido

hidráulico está basado en ese principio

y son sistemas que permiten multiplicar

fuerza realizando una pequeña fuerza el

aparato o sistema desarrollado

multiplica esa fuerza

básicamente el sistema se fundamente que

la presión que aplicamos en el punto 1

digamos dónde está el cursor se

transmite al punto 2 donde está el

sistema objeto que hay que levantar y de

este modo el cociente de la magnitud de

la fuerza que se aplique el punto 1 en

forma perpendicular al área 1 sería la

fuerza que ejerce el punto 2 entre el

área del punto 2 y luego entonces ya con

esa aplicación del principio de pakal y

mirando que realmente lo que es una

distribución íntegra de la presión

podemos jugar

con las áreas edison tiene la palabra

en donde sería que la misma fuerza que

se le aplica la fuerza una fuerza de las

personas

la presión en la misma la fuerza no

recuerda que la presión magnitud de

fuerza / área

entonces ese consciente si es el mismo

en el punto 1 en el punto 2 porque lo

que establece el principio de pakal es

que la presión aplicada a un punto de

influir se transmite íntegramente a

todos los puntos del rollo de manuel a

entonces despejando

tenemos que la magnitud de la fuerza que

aplicamos el punto 1 va a ser el área 1

entre el área 2

multiplicado por la magnitud de fuerza

que se desarrolla en el punto 2

entonces con ese cociente de área

podemos jugar

si de repente

decimos que vamos a diseñar un gato

hidráulico que posee haría uno de 0.00

25 metros cuadrados y área 2 de 3.5

metros cuadrados

qué fuerza hay que realizar en el pistón

de menor área para levantar un jeep de

2.500 kilogramos

ahí tenemos un ejercicio planteado

basado en el principio de para crear

para poder resolverlo

la fuerza que hay que levantar la fuerza

2 la que se debe realizar en el punto 2

en este caso sería la masa del jeep que

hay que levantar que es 2.500 kilogramos

x 9.8 metros sobre segundo cuadrado es

decir esa fuerza del peso

24.500 newton

luego

la magnitud de fuerza que hay que

realizar en forma perpendicular en el

pistón de menor área es el área menor el

área de pistón de menor área entre el

área del pistón de mayor área por la

magnitud de fuerza que debe actuar en

forma perpendicular al pistón de mayor

área

a sustituir

la magnitud de fuerza que hay que

aplicarle en el área 1 será 01.00 25

metros cuadrados

/ 3.5 metros cuadrados y eso

multiplicado por 24.500 newton

eso da como resultado

17.5 newton entonces noté que realizando

una fuerza de 17.5 newton

en el pistón de menor área en forma

perpendicular entonces podemos levantar

un momento que tenga como peso

24.500 minutos

entonces fíjense qué ganancia de fuerza

más interesante

pero en pensa de ello vamos a tener que

mover mucho más el pistón de menor área

fíjense el delta x que tendremos que

moverlo con relación quizás lo que se

mueve el delta

x2 del 13.2 la variación de altura es el

punto 2

principio de arquímedes

establece que todo cuerpo sumergido

parcial o totalmente en un fluído

recibe una fuerza hacia arriba una

fuerza ascendente

igual al peso del fluido

desplazado por el cuerpo es decir igual

al peso del fluido que desaloja el

cuerpo

por ejemplo si tenemos una jarra de agua

inicialmente a un volumen

cuyo ras está por la línea que estamos

describiendo con el cursor

y una piedra al sumergir la piedra en el

agua

esa piedra va a desalojar va a desplazar

cierto volumen de agua porque ya es la

segunda parte donde ahora está la piedra

anteriormente había fluido a expensas de

ello el nivel del fluido en la jarra

ascendió

pero básicamente la piedra desarrolló un

volumen de agua ese volumen de agua se

corresponde con el volumen adicional que

está por encima de la línea inicial que

estamos señalando con el cursor todo el

volumen que está más arriba de ahí se

corresponde con el volumen de la piedra

es el volumen desalojado o desplazado

la fuerza de empuje básicamente será la

masa de fluido desalojado por la

gravedad que fluido desalojó esa piedra

en este caso un líquido presumiblemente

agua

si en la jarra de agua entonces esa

piedra desaloja agua de plaza un volumen

de agua

ese volumen de agua desalojado tiene una

masa que le llamamos masa de fluido

desalojado

luego ese más el fluido desalojado x la

aceleración gravitacional por la

gravedad

dar la magnitud de fuerza de empuje como

la densidad del fluido desalojado será

la más ha influido desalojado entre el

volumen de fluido desalojado

entonces esta ecuación que estamos

bordeando con el cursor no es algo nuevo

ya sabemos que densidad es más entre

volumen y simplemente la estamos

aplicando al fluido desalojado

de aquí entonces la fuerza de empuje

será masa de fluido desalojado que será

densidad del fluido desalojado

multiplicada por el volumen del fluido

de salgado

y luego multiplicado por la gravedad

esa ecuación en negro es la fuerza de

empuje con la magnitud de fuerza de

empuje

la flotación es un fenómeno muy conocido

un cuerpo sumergido en agua parece pesar

menos que en el aire

así si usted de repente intenta levantar

un objeto al estar en el agua

sumergido dicho objeto usted siente que

el objeto pesa menos

si el cuerpo es menos denso que el

fluido entonces flota en término

promedio si la densidad del cuerpo es

menor a la necesidad del fluido flota

si la densidad promedio del objeto es

mayor que la densidad del fluido

entonces el cuerpo se hunde en el fluido

el cuerpo humano normalmente flota en el

agua

y un globo lleno de helio flota en el

aire

a veces es un poco complicado flotar en

el agua debido a que la densidad de la

sangre es un poco superior a la del agua

pero entonces nosotros en el cuerpo

también tenemos aire

entonces el término promedio

la densidad del cuerpo suele ser

ligeramente inferior a la del agua por

ende en los cuerpos pueden flotar y

podemos controlar es un poco así

vamos a decir soltamos todo el aire que

tenemos la gran parte de ella

entonces lo más probable que nos

hundamos en el agua pero si tomamos

mucho aire entonces más fácil flotar

porque con esto estamos disminuyendo la

densidad promedio del cuerpo la fuerza

de empuje también se puede obtener

mediante la diferencia entre el peso

real del peso aparente es decir la

fuerza de empuje

es la fuerza que realice el fluido en

forma ascendente y por esa fuerza que

nosotros apreciamos que los objetos

sumergido en el fluido pesan menos

porque esa fuerza misteriosa nos está

ayudando

ya que podemos definir también la fuerza

de empuje como la diferencia entre el

peso real y el peso aparente el peso que

tiene el objeto fuera del agua o fuera

del fluido menos el peso que aparenta

pesar a los proyecto cuando está dentro

del agua o fluido

preguntas

tenemos a tomás terry que tiene la mano

levantada

profesor una pregunta vaya al área de la

presión donde la presión una igualada

presión de por favor

vamos a estar haciendo una pregunta con

serpientes

aquí

si precisamente hay alguna manera de

calcular la distancia que recorrió por

ejemplo f1 y las distancias que subió

efe 2 como éste tiene ahí el delta x1 y

delta x2 sí

hay una manera sencilla ya que por

ejemplo

esa fuerza que aplicamos de plaza el

pistón realizando un trabajo

entonces si consideramos un sistema

ideal es decir en que no hay pérdida

energética

entonces ese trabajo que estamos

suministrando a la entrada del sistema

debe ser exactamente el trabajo que sale

del sistema es decir que fue 1 por delta

x 1 si no hay peligro en el genética

debe ser igual a f2 por delta x2 y de

esa forma podemos calcular

cuánto asciende cada uno de los

pistones o por lo menos medir lo que se

desplaza un pistón para calcular lo que

así es del otro o viceversa

podemos jugar con eso claro si el

sistema no es conservativo entonces ya

tendríamos que de alguna forma calcular

las pérdidas

y ya sería un problema mucho más

complicado pero un sistema ideal resulta

sencillo hacer ese cálculo bien queda

clara la idea

soy maestro comprende gracias a alguna

otra pregunta duda inquietud