ASESORAS DE FSICA 2NIVEL MEDIO SUPERIORDURACIN: 15 HORASPROGRAMA Y TEMAS POR REVISAR.

1. MAGNITUDES FSICAS Y UNIDADES DE MEDIDAa. La necesidad de medir y sistemas de unidades.b. Conversiones de unidades2. HIDRALICAa. Hidrostticai. Presinii. Principio de Pascaliii. Principio de Arqumedesb. Hidrodinmicai. Gastoii. Flujo de masaiii. Ecuacin de continuidad3. CALOR Y TEMPERATURAa. Definicin de temperaturab. Definicin de calorc. Unidades de calord. Unidades de temperaturae. Medicin de temperaturaf. Dilatacin de los cuerposg. Calor especfico de las sustanciash. Calor cedido y absorbido por los cuerpos.Bibliografa: http://www.cobachsonora.edu.mx:8086/portalcobach/pdf/modulosaprendizaje/semestre3/FIS1_FB3S.pdf

CUADERNILLO DEL ALUMNO:______________________________________________________________________

Actividad No.Actividad No.

TEMA: MAGNITUDES FSICAS Y UNIDADES DE MEDIDAa. La necesidad de medir y sistemas de unidades.

Despus de un tiempo en que el hombre observ el Universo, le surgieron algunas interrogantes como: Cul es el tamao del Sol? A qu distancia se encuentra? Cuntos animales tena que cazar?

Empez a comparar los animales que cazaba, con objetos que tena a su alrededor, llegando de esta manera al concepto de nmero; observ tambin que haba lugares cercanos y algunos ms lejanos, hizo una inmensidad de comparaciones ms, hasta llegar a definir una magnitud como todo aquello que puede ser medido, contado o pesado.

Medir es comparar una magnitud con otra de la misma clase y que se elige arbitrariamente como unidad. La unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud Fsica. Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrn. Un patrn de medida es un objeto o substancia que se emplea como muestra para medir alguna magnitud.b. Conversiones de unidadesUNIDADES DEL SIUn Sistema de Unidades es un conjunto de unidades de medida, en el que unas pocas se eligen como fundamentales y las dems se derivan a partir de las fundamentales.

Notacin Cientfica. En la ciencia, al tratar con datos cuantitativos es posible que nos encontremos con cantidades muy grandes, como por ejemplo la masa del Sol (1990000000000000000000000000000 Kg), o muy pequeas como la masa del electrn (0.00000000000000000000000000000009109 Kg) Imagnate trabajar con estos nmeros!

Para evitar esto se emplea un sistema que se llama Notacin Cientfica. La Notacin Cientfica nos permite expresar cualquier nmero como el producto de otro nmero entre 1 y 10 multiplicado por una potencia entera de 10. Para que un nmero est correctamente expresado en notacin cientfica tiene que cumplir tres condiciones: La primera es que tenga este formato: M x 10N. Ej. 2 x 109.

Este es un nmero pequeo: 0.000 000 00435 que expresado en notacin cientfica es: 4.35 x 109

Ms ejemplos: 1) 5000 = 5 X 103 2) 84000 = 8.4 X 1043) 0.006 = 6 X103 4) 0.00009 = 9 X 105

Conversiones de unidades.

Debido a las mltiples cantidades de unidades que se manejan, muchas veces es necesario convertir unas en otras. Por ejemplo: metros a kilmetros, centmetros a pulgadas, galones a litros, horas a segundos, etc. Para convertir una cantidad de una unidad a otra, deben ser de la misma magnitud. Por ejemplo, de metros a kilmetros (los dos son longitudes), de galones a litros (los dos son volmenes) Adems, se necesita consultar tablas de equivalencias de unidades, como las siguientes:

2. HIDRALICAa. HidrostticaActividad 1.De distintas fuentes extrae la definicin de:1) HIDRALICA_______________________________________________________________________________2) FLUIDO___________________________________________________________________________________3) LIQUIDO__________________________________________________________________________________4) HIDROSTTICA_____________________________________________________________________________5) HIDRODINMICA___________________________________________________________________________

Siempre es importante anotar la referencia bibliogrfica, aqu tienes un espacio para hacerlo =):_________________________________________________________________________________________

Las propiedades fsicas de los materiales y sustancias difieren considerablemente, el conocimiento de ellas es fundamental para determinar qu material es ms apropiado para un uso particular. Algunas de estas propiedades son constantes fsicas de ese material. Una de estas propiedades es su densidad.

Densidad (), tambin llamada masa especfica, es el cociente de la masa (m) de un objeto y el volumen (V) que ocupa.

Problema 1. Qu volumen deber tener un recipiente para introducir en l 150 Kg. de mercurio? Problema 1. Qu volumen deber tener un recipiente para introducir en l 150 Kg. de mercurio?Problema 2. Si un tanque de 250 litros se llena totalmente de gasolina, cuntos kilogramos de gasolina caben en l?Problema 3. El osmio es el metal ms pesado en la Tierra, cuntos kilogramos de este metal caben en un recipiente cbico de 30 cm de lado?

i. Presin.

1. De alguna fuente extrae la definicin de presin:__________________________________________________________________________________________________Extrado de:

2. OBSERVA LA IMAGEN SIGUIENTE Y CONTESTA

En qu parte es mayor la presin, del lado del borrador o del lado de la punta?_________________Por qu?___________________________________________________________________________

3. OBSERVA LAS DOS SIGUIENTES IMGENES Y SACA TU PROPIA CONCLUSIN AL RESPECTO.

4. Ejercicio: En parejas realicen la siguiente actividad, compara tus resultados con los dems equipos y comntalos con tu profesor.Problema 1. Calcula la presin que ejerce un ladrillo de 4 Kg. y cuyos lados miden 30 cm, 15 cm y 6 cm, en los siguientes casos: a) Cuando est apoyado por su cara de mayor rea. b) Cuando est apoyado por su cara de menor rea.

Problema 2. Calcula la presin que ejerce sobre el piso una mujer de 60 Kg. en los siguientes casos: a) Cuando est de pie en zapatos planos que abarcan un rea de 400 cm2b) Cuando est de pie en zapatillas donde el rea de apoyo es de100 cm2c) Al sentarse, en el que por un instante todo su peso se apoya en las puntillas de las zapatillas cuya rea es de 2 cm2

Presin en los fluidosLluvia de ideas Qu pasar con la presin en un lquido? Si nos estamos baando en una piscina, ser la presin la misma en la superficie y en el fondo de la piscina? Cmo ser la presin de un lquido sobre las paredes del recipiente que lo contiene?

Un lquido es un fluido. Un lquido tiene masa. Por lo tanto, tiene peso. Este peso depender de la densidad del lquido. Los lquidos, al tener peso, tambin ejercen una presin.

A esta presin se le llama presin hidrosttica

La presin ejercida por un lquido no depende de la forma, ni del volumen, ni de la forma del fondo del recipiente que lo contiene.

P = gh En donde: P es presin. es la densidad del lquido. g es la aceleracin de gravedad del lugar en donde nos encontramos. h es la profundidad.EJEMPLO 1. Si tenemos tres recipientes que contienen el mismo lquido, a la misma profundidad. Cul ser la presin a 0.2 m de profundidad, en cada uno de los recipientes?

EJEMPLO 2.Dos personas bucean en mar abierto. El buzo 1 est a una profundidad de 10m y el buzo 2 est a una profundidad de 25 m. Cul de los buzos est expuesto a mayor presin?Considera que la densidad del agua de mar es de 1.03 g/cm (1030 kg/m) y que la aceleracin de gravedad es 9.81 m/s.

PRESIN ATMOSFRICA

La atmsfera es la capa de aire que rodea a la Tierra y es indispensable para la vida de plantas y animales. Esa masa de aire es atrada por la gravedad terrestre, es decir, la atmsfera tiene peso y por lo tanto, ejerce una presin sobre todos los cuerpos en contacto con ella, incluyndonos a nosotros, esta es la presin atmosfrica.

con l.Presin atmosfrica es la presin debida al peso del aire atmosfrico sobre cualquier superficie en contacto.1 atm = 76 cm de Hg = 760 mm de Hg = 1.013 x 105 PaPatm = g h = (13600Kg/m3)(9.8 m/seg2 )(0.76 m) = 1.013 x 105 Pa

ii. Principio de Pascal

Presin absoluta Como la presin atmosfrica acta sobre todo los objetos y sustancias que estn en contacto con ella, si un lquido se encuentra en un recipiente al descubierto (una alberca o el mar es un buen ejemplo), la presin total en un punto situado a una altura o profundidad h se obtiene sumando la presin atmosfrica del lugar y la presin hidrosttica. A esta presin total se le conoce como presin absoluta, es decir:

Presin absoluta = presin atmosfrica + presin hidrosttica Pab = Patm + g h

PROBLEMA 1. Calcula la presin absoluta de un buzo que se encuentra a 10 metros de profundidad en agua de mar.

II. PRINCIPIO DE PASCAL

Debido a que los lquidos son prcticamente incompresibles, cualquier presin que se ejerce sobre ellos se transmite de manera ntegra e inmediata a todos los puntos del lquido (Fig. 1.12). Blaise Pascal, cientfico francs del siglo XVII estudi como se transmite la presin que se ejerce sobre un fluido y el efecto que se observa lleva su nombre: principio de Pascal.

La presin aplicada a un fluido encerrado y en reposo se transmite ntegramente y en todas direcciones a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene

Figura. La fuerza aplicada en el pistn de rea pequea se multiplica al transmitirse al pistn de rea mayor.

Aplicacin: Una aplicacin muy comn de este principio lo encontramos en el sistema de frenado hidrulico de los autos, en donde una pequea fuerza aplicada al pedal de los frenos, se transmite a travs de tubos muy delgados llenos de un lquido hasta llegar a los cilindros de frenado, convertida en una fuerza lo suficientemente grande para detener la marcha del vehculo.

EJEMPLO 1. Un elevador de taller mecnico tiene pistones de entrada y salida (el de levantamiento) de 5 centmetros y de 60 centmetros de radio respectivamente. Con este dispositivo se mantiene levantado un auto de 2000 Kg. a) Cul es la fuerza aplicada al pistn de entrada? b) Cunta presin se ejerce sobre el pistn de salida? y al de entrada?

iii. Principio de Arqumedes

Seguramente habrs notado que cuando te encuentras en una alberca o en un ro los objetos aparentan ser ms livianos. Puedes levantar con facilidad una pesada piedra mientras se encuentre dentro del agua, pero una vez fuera de ella se requiere de ms esfuerzo para levantarla. Dentro de un lquido los cuerpos tienen un peso aparente menor que en el aire.

Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del lquido que desaloja. (Fig 1.14)E= LVL g

(Wap) Peso aparente: Si colgamos un objeto de un dinammetro leeremos su peso (W). Cuando ste lo introducimos a un lquido leeremos un peso menor, esto es su peso aparente (Wap).

Wap = W E W

E = W - Wap

PROBLEMA 1. Una roca tiene una masa de 0.5 Kg. y un volumen de 100 cm3. Calcula el empuje que recibe si se sumerge totalmente en gasolina.

PROBLEMA 2. Un cuerpo cuyo peso es de 400 N, al sumergirse en un recipiente que contiene glicerina tiene un peso aparente de 250 N. Cul es el volumen del cuerpo?

a. HIDRODINMICA.La hidrodinmica es el estudio de las propiedades mecnicas y los fenmenos que presentan los fluidos en movimiento.

i. Gasto El Gasto es el cociente del volumen (V) de un lquido que fluye por un conducto y el tiempo (t) que tarda en fluir.

El gasto de un fluido tambin puede conocerse si se conoce el rea (A) de la seccin transversal del conducto o tubo por el cual fluye y su velocidad (v).

*Flujo de masa. El flujo de masa es la cantidad de masa de un lquido que pasa por un conducto en la unidad de tiempo.

El flujo de masa se obtiene multiplicando el gasto por la densidad del lquido.

Problema 1. Una tubera que conduce gasolina tiene un dimetro de 12 cm. La velocidad del flujo es de 0.6 m/seg. Cul es el gasto y el flujo de masa?

Problema 2. Determina el rea que debe tener una tubera si el agua debe fluir a razn de 0.052 m3 /seg., con una velocidad de 1.3 m/seg.

Ecuacin de continuidad.

Problema 1. Cuando el agua fluye por una manguera de 2.5 cm de dimetro lo hace con una rapidez de 1.5 m/seg. Calcular: a) El dimetro que debe tener una boquilla o reduccin de la manguera para que el agua salga con velocidad de 8.0 m/seg. b) El gasto a travs de esa manguera.