LAS FUERZASPresión atmosférica e hidrostática

Fx

Fy

F

FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO

LAS FUERZAS

Una fuerza es una interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su ambiente.

Una fuerza es la causa capaz de producir en un cuerpo un cambio de velocidad, es decir, de producir una aceleración.

Las fuerzas son magnitudes vectoriales.

LAS FUERZAS FUNDAMENTALES DE LA NATURALEZA

● GRAVITATORIA

● ELECTROMAGNÉTICA

● NUCLEAR FUERTE

● NUCLEAR DÉBIL

LAS FUERZAS

Newton: N

El Newton se define como la fuerza que hay que ejercer sobre una masa de 1kg para que adquiera una aceleración de 1m/s2.

UNIDADES (S.I)

LAS FUERZAS

El peso es la fuerza de atracción hacia la superficie terrestre que experimentan los cuerpos.

EL PESO

p = m · g

p = pesom = masag = 9,8 m/s2

LAS FUERZAS

VECTORES

Un vector es un segmento orientado, que usamos para representar las magnitudes vectoriales.

Dirección: recta que contiene al vector

Punto de aplicación: Origen del vector

Sentido: Hacia donde se dirige el vector

Módulo: Es la longitud del vector

LAS FUERZAS

COMPOSICIÓN DE FUERZAS

Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas llamamos resultante a la que equivale a todas ellas.

LAS FUERZAS

COMPOSICIÓN DE FUERZAS

FUERZAS DE IGUAL DIRECCIÓN Y SENTIDO

F1

F2

F2

FR

La resultante tiene la misma dirección y sentido y el módulo es la suma de los módulos.

FR

= F1 + F

2

LAS FUERZAS

COMPOSICIÓN DE FUERZAS

FUERZAS DE IGUAL DIRECCIÓN Y DISTINTO SENTIDO

F1

F2

FR

La resultante tiene la misma dirección y sentido que la mayor y el módulo es la diferencia de los módulos.

FR

= F1 ̶ F

2

LAS FUERZAS

COMPOSICIÓN DE FUERZAS

FUERZAS DE DISTINTA DIRECCIÓN: ÁNGULO RECTO

La resultante coincide con la diagonal del paralelogramo y el módulo se obtiene a partir del teorema de Pitágoras.

F1

F2

FR

FR

= F1 + F

2

222

LAS FUERZAS

COMPOSICIÓN DE FUERZAS

FUERZAS DE DISTINTA DIRECCIÓN: ÁNGULO α

La resultante coincide con la diagonal del paralelogramo y el módulo se obtiene a partir del teorema del coseno.

F1

F2

FR

FR

= F1 + F

2 + 2F

1F

2cosα

222

α

LAS FUERZAS

DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS

Fy

Fx

F

αx

y

cos α = Fx

F Fx = F· cos α

sen α = Fy

FF

y = F· sen α

LAS FUERZAS

EQUILIBRIO DE FUERZAS

Un cuerpo en reposo sometido a fuerzas concurrentes está en equilibrio estático cuando la resultante de todas esas fuerzas vale cero. En este caso el cuerpo no modifica su estado de reposo.

F1

F2

FR

= F1 ̶ F

2 = 0

si F1 = F

2

LAS FUERZAS

FUERZAS EN CUERPOS ELÁSTICOS.

LEY DE HOOKE

El alargamiento experimentado por un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que se aplica.

F = k · Δl

k = constante elástica (N/m en S.I.) Δl = l

final – l

inicial = alargamiento

LAS FUERZAS

MEDIDA DE LAS FUERZAS

EL DINAMÓMETRO

PRESIÓN

La presión (P) es la fuerza aplicada por unidad de superficie.

P =

FS

UNIDADES (S.I)

PRESIÓN

P = = = 1 Pascal (Pa) FS

1Nm2

MEDIDA DE LA PRESIÓN

UNIDADES (S.I)

MANÓMETRO

BARÓMETRO

PRESIÓN

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

EXPERIMENTO DE TORRICELLI

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

La presión hidrostática es la presión que ejerce un líquido sobre un cuerpo situado en su seno.

La presión hidrostática actúa perpendicularmente a la superficie

DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA

h

S

ρ

P = FS

= Peso del líquido

S=

mlíq

· g

S

ρlíq

=m

líq

Vlíq

mlíq

= ρlíq

· Vlíq

P =ρ

líq · V

líq · g

S=

ρlíq

· S· h· g

S

P = ρlíq

· g · h

PARADOJA HIDROSTÁTICA

La presión sobre el fondo de un recipiente no depende de su forma ni de la cantidad de líquido, sino solo de la altura alcanzada por este.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PARADOJA HIDROSTÁTICA

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PRINCIPIO DE PASCAL

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

Si se ejerce presión sobre un líquido en reposo, esa presión se transmite por igual a todos los puntos del líquido y a las paredes del recipiente.

La justificación hay que buscarla en la fluidez y la incompresibilidad de los líquidos .

APLICACIONES●Prensa hidráulica●Gato hidráulico●Freno hidráulico

F1

F2

P1

S1

S2

P2

P1 = P

2

F1

S1

=F

2

S2

F2 = F

1·

S2

S1

F2 > F

1

PRENSA HIDRÁULICA

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza vertical hacia arriba (empuje, E) cuyo módulo es igual al peso del volumen de fluido que desaloja.

E1

E2

E = Plíquido

E = mlíquido

· g

E = Vlíquido

·ρlíquido

· g

Si P > E se hunde

Si P = E equilibrio

Si P < E flota

Sustituyendo P y E por sus expresiones en función de la densidad:

P = msól

· g = dsól

· V · g

E = mlíq

· g = dlíq

· V · g

se obtiene:

Si dsól

> dlíq

se hunde

Si dsól

= dlíq

equilibrio

Si dsól

< dlíq

flota

CRÉDITOS IMÁGENES

- Diapositiva 1: El Bibliomata en Flickr: Pascal, Torricelli-