Trabajo de investigación 3 Septiembre 7 del 2015

17. ¿Qué es hidrostática? 18. Propiedades de los líquidos: a) comprensión b) expansión c) difusión d) viscosidad e) tensión d) viscosidad e) tensión superficial f) capilaridad g) adherencia h) densidad y peso especifico 19. presión 20. Presión manométrica 21. Presión atmosférica 22. Presión absoluta 23. ¿Qué es el principio de pascal? 24. Presa hidráulica 25. principio de Arquímedes 26. Fuerza de flotación o empuje 17. La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos o de la hidráulica que estudia los fluidos incompresibles en estado de equilibrio; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición, en contraposición a la dinámica de fluidos.

18. Los líquidos son sistemas deformables constituidos por un número infinito de puntos materiales aislados, infinitesimales. Se trata de sistemas continuos donde no existen "espacios vacíos" dentro de la masa. Desde el punto de vista de la Mecánica cabe destacar las siguientes propiedades fundamentales de los líquidos:

Comprensión: Propiedad por la cual los líquidos pierden volumen al estar sometidos por una presión positiva.

Al comprimir un líquido, ejerciendo una presión sobre él, se produce una disminución del volumen. La relación entre la variación del volumen respecto a la variación de presión se denomina coeficiente volumétrico de elasticidad, el cual para un líquido perfecto vale cero y para un gas es ∞. Para el agua ese valor es 2100 kg/cm2.

Los líquidos son compresibles, aunque para su estudio se considera que son incompresibles. En realidad, puede despreciarse su compresibilidad, ya que es baja en comparación con la que presentan los otros fluidos, como los gases.

Los líquidos que tienen las propiedades de isotropía, movilidad, incompresibilidad y no viscosos se llaman líquidos perfectos. Un líquido (fluido) perfecto no existe en la naturaleza. En los líquidos existe, en la realidad, una atracción molecular, especie de cohesión, que es la viscosidad, y que expresa la resistencia del líquido a dejarse cortar o separar.

Expansión: es la propiedad de ocupar todo el volumen disponible, distribuyéndose homogéneamente. Por otro lado, aunque no lo parezca, los gases también pesan y ocupan un lugar en el espacio.

Difusión: Consiste en un movimiento originado entre las partículas en el interior de una disolución liquida, tendiendo a conseguir una composición homogénea y uniforme

en todo el sistema. Se realiza un transporte de materia de las zonas de mayor a las de menor concentración

Viscosidad: También llamada viscosidad dinámica (μ) de un fluido, es la resistencia que

éste opone a su deformación, o dicho de otro modo, a que las láminas de fluido deslicen

entres sus inmediatas.

Para una misma deformación, distintos fluidos oponen resistencias diferentes, es

decir, la viscosidad es una propiedad de los mismos.

Tensión superficial: La tensión superficial de un líquido se define como el trabajo que

hay que aplicar para aumentar en una unidad su superficie libre. Se debe a las fuerzas

de atracción que se ejercen entre las moléculas de la superficie libre de un líquido, que

son debidas a la cohesión entre sus moléculas y a la adhesión entre las moléculas del

líquido y las paredes del recipiente.

Capilaridad: Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida,

debido al fenómeno de adherencia. En caso de ser la pared un recipiente o tubo muy

delgado (denominados "capilares") este fenómeno se puede apreciar con mucha

claridad.

Adherencia: Fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos

sustancias diferentes en contacto.

Densidad La densidad o masa específica de un cuerpo se define como la relación de su masa m con respecto a su volumen V.

p=m/v m= pv Las unidades de la densidad son el resultado del cociente de unidad de masa entre unidad de volumen, por ejemplo, gramos por centímetro cúbico, kilogramo por metro cúbico, o slugs* por pie cúbico

La relación entre peso específico y densidad se determina recordando que W = mg. *El slug se define como la masa que se desplaza a una aceleración de 1 ft/s² cuando se ejerce una fuerza de una libra sobre ella. De la ecuación F=ma "despejando" m=F/a tendríamos lo siguiente: 1 unidad de masa = unidad de fuerza / unidad de aceleración.

Peso específico: La cantidad que relaciona el peso de un cuerpo con su volumen se

conoce como peso específico. El peso específico de un cuerpo se define como la

relación de su peso W entre su volumen V. Las unidades son el newton por metro

cúbico (N/m3) y la libra por pie cúbico (lb/ft3).

D=W/V

W = DV

Densidad de masa y peso especifico

Sustancia D,lb/ft3 g/cm3 Kg/m3

Solidos

Aluminio 169 2,7 2,7

Laton 540 8,7 8,7

Cobre 555 8,89 8,89

Vidrio 162 2,6 2,6

oro 1204 19,3 19,3

Hielo 57 0,92 920

Hierro 490 7,85 7,85

Plomo 705 11,3 11,3

Roble 51 0,81 810

Plata 654 10,5 10,5

Acero 487 7,8 7,8

Líquidos

Alcohol 49 0,79 790

Benceno 54,7 0,88 880

Gasolina 42 0,68 680

Mercurio 850 13,6 13,6

Agua 62,4 1 1

Gases (0ºC):

Aire 0,0807 0,00129 1,29

Helio 0,011 0,000178 0,178

Hidrógeno 0,0058 0,00009 0,09

Nitrógeno 0,0782 0,00126 1,25

Oxígeno 0,0892 0,00143 1,43

19.- Presión: (símbolo p) es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²).

20.- Presión Manométrica: Se llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica, pues cuando esta cantidad es negativa se llama presión de vacío. 21.- Presión atmosférica: es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35Kpa), disminuyendo estos valores con la altitud. 22.- Presión absoluta: Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Ester termino se creó debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un término absoluto unifica criterios.

23.- Principio de pascal: El principio de Pascal es que la presión ejercida en un fluido

en equilibrio se transmite integramente a todos los puntos del mismo con igual

intensidad. Como resultado de este principio, si se desea determinar la presión a

cierta profundidad de un liquido contenido en un recipiente abierto, habrá que

agregarle la presión atmosférica que empuja hacia abajo sobre la superficie libre del

liquido. Es decir que la presión total(absoluta) a una profundidad h de un liquido sera:

P=Pa+Pgh P= presión absoluta

Pa = presión atmosférica Pgh= presión hidrostática

24.- Prensa hidráulica: La prensa hidráulica es una aplicación del principio de pascal. Consta de dos émbolos de distintos diámetros, en sendos recipientes, los cuales están intercomunicados por un tubo. La presión de un líquido se transmite a todos los puntos del mismo y a las paredes del recipiente que los contiene. De acuerdo con el principio de pascal, de esta presión se transmite al otro embolo con la misma intensidad, por lo que este debe de subir. Para que los émbolos mantengan la misma posición, ambos deben ejercer la misma presión sobre el líquido. 25.- Principio de Arquímedes: Este principio establece que: Todo cuerpo sumergido en un fluido sufre un empuje hacia arriba con una fuerza igual al peso del fluido que se desplaza. La fuerza de empuje hidrostática es igual al peso del líquido desplazado. El hecho de que un cuerpo flote o se hunda depende de su peso y de la magnitud de empuje:

- Si el peso de un cuerpo es mayor que el peso del líquido que desplaza, el cuerpo se hunde.

- Si el peso del objeto sumergido es igual que la fuerza de empuje permanecerá en cierto nivel (como un pez) en el líquido.

- Si el peso es menor que el peso del líquido que desplaza son iguales entonces se mantiene en equilibrio.

El empuje que recibe un cuerpo sumergido en un líquido se determina multiplicando el peso específico del líquido por el volumen desalojado de este: E = Pe V DONDE: E = empuje su unidad son el Newton (N) Pe = peso específico su unidad es kg/ m cuadrados y s cuadrados V = volumen su unidad es metros cúbicos (m cuadrados) 26.- Fuerza de empuje: La fuerza de empuje es una fuerza que aparece cuando sumerges un cuerpo cualquiera en un fluido. El módulo de esta fuerza de empuje viene dado por el peso del volumen del fluido desalojado. Esto es conocido como ley o principio de Arquímedes. Se produce ya que la presión de cualquier fluido depende principalmente de la altura a la que nos encontremos debajo de este (por decirlo de alguna manera, a la cantidad de fluido que tengamos encima). La presión ejerce una fuerza sobre cualquier cuerpo sumergido en un fluido y tiene la propiedad de que la fuerza que ejerce es

perpendicular a la superficie del cuerpo siempre. Si pensamos en un cuerpo cúbico sumergido es evidente que alguna de sus caras estará más profunda que el resto de ellas. Dado que la presión ejerce una fuerza sobre todas las caras sin importar cuál sea y siempre perpendicular a esta, la fuerza que se ejerce sobre la cara más profunda es mayor que la fuerza sobre la cara menos profunda, lo que da como resultante una fuerza ascendente. En las caras laterales no ocurre esto ya que las fuerzas laterales se restan pues punto a punto se encuentran a la misma altura.

Un claro ejemplo de esto puede ser levantar a una persona dentro de una piscina, esto es porque el cuerpo al estar sumergido parcial o totalmente en la piscina, el agua ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del agua desplazando el cuerpo