Mecánica de fluidos primera parte
Summary
TLDRThis 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
💧 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.
📐 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.
🌍 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.
💧 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.
🚜 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.
🌊 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.
Mindmap
Keywords
💡Fluid Mechanics
💡Fluid Statics
💡Fluid Dynamics
💡Density
💡Specific Gravity
💡Pressure
💡Atmospheric Pressure
💡Absolute Pressure
💡Pascal's Principle
💡Archimedes' Principle
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
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