INSTITUCION EDUCATIVA SAN ADOLFO DANE: NIT:

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Materia: Física Unidad: Taller 4, Unidad 2 Grado: 11 Nombre del alumno:

Sede: Colegio

Tema: Profundización sobre la presión en la mecánica de fluidos

Objetivo de la clase: Identificar la importancia de la presión en los distintos procesos hidrostáticos. Presaberes:

Ubicar las siguientes unidades de masa en la siguiente tabla: lib-m; g ; slug; kg ;

Ubicar las siguientes unidades de fuerza en la siguiente tabla: slug pie/s2; lib-m pie/ s2; kg m/s 2; g cm/s2 ;

Ubica las siguientes descripciones en el siguiente esquema: Peso, fuerza normal, superficie de contacto

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Ubicar las siguientes fórmulas de área en los espacios correctos, de las siguientes figuras geométricas.

DxL; (bxh)/2 ; L

; bxh

Conceptualización: Presión en un fluido

Cuando se sumerge un cuerpo en un fluido como el agua, el fluido ejerce una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo en cada punto de la superficie.

Cuando se sumerge un cuerpo en un fluido como el agua, el fluido ejerce una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo en cada punto de la superficie Es debida al choque de las moléculas del fluido con las paredes del cuerpo (y

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también del recipiente) Esta fuerza por unidad de área se llama Presión

P=F/A

La unidad de medida es el Pascal 1 Pa=1 N/m2

Otra unidad muy utilizada es la atmósfera 1 atm = 101325 Pa= 101.325 kPa

Presión y profundidad

Cuando se hace submarinismo, se nota que la presión aumenta con la profundidad En el caso de un líquido como el agua, cuya densidad es prácticamente constante en todo su volumen, la presión aumenta linealmente con la profundidad.

La presión en la parte inferior de la columna debe ser mayor que en la parte superior, puesto que debe soportar el peso de la columna de altura Δh. El peso de esta columna es:

W=mg= (ρ·V) g = ρ (A·Δh) g

 Si P0 es la presión en la parte superior y P en la parte inferior, la fuerza neta hacia arriba ejercida por esta

diferencia de presiones es PA-P0A

 Igualando esta fuerza hacia arriba con el peso de la columna se tiene:

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 Y por lo tanto, dividiendo por A

P=P

+ρΔhg

Es decir, la diferencia de presiones es proporcional a la profundidad

P-P

=ρ Δh g = cte. Δh

Es decir, la presión sólo depende de la profundidad, no de la forma del recipiente

Presión manométrica

Para medir presiones se utiliza el hecho de que la diferencia de presiones es proporcional a la profundidad (como se acabó de concluir) Se utilizan para ello el manómetro Por ejemplo, este manómetro de tubo abierto.

La parte abierta se encuentra a presión atmosférica El otro extremo cerrado se encuentra cerrado a la presión P que se desea medir Sabemos que

P-P

= ρ g Δ h

En donde ρ es la densidad del líquido en el tubo, y a P-Patm se le llama presión manométrica En la práctica la presión se mide en milímetros de mercurio (mm Hg)

Y se tiene que 1 atm=760 mm Hg= 101325 Pa

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P =F/ A

La unidad de medida de la presión en el S.I. se expresa a partir de la relación entre las unidades de medida de la fuerza y el área. La fuerza se mide en newton (N) y el área en metros cuadrados (m2); por ende, la presión se mide en newtons sobre metro cuadrado (N/m2). Esta unidad se denomina pascal (Pa). También, se utiliza como unidad de medida de la presión la libra/pulgada2, psi (1 psi 5 6.900 Pa)

Ejemplo:

Un buceador desciende a 10 metros de profundidad en el mar. ¿Cuál es la presión que está soportando, si la densidad del agua del mar es 1025 kg/m3?

Datos

h = 10 m

dmar = 1025 kg/m3

g = 9.8 m/s2

Según el principio fundamental de la hidrostática, la presión en un punto de un fluido con densidad d, situado a una profundidad h, se calcula mediante la siguiente expresión:

P=d

⋅h⋅g

Sustituyendo en la ecuación los datos que nos han proporcionado en el problema, el buceador estará soportando:

P=1025 kg/m

⋅10 m⋅9.8 m/s

⇒P = 100450 Pa

Evaluación: La evaluación es sumativa y se calificará sobre10. La sección Actividades tiene un porcentaje del

100%. Se debe realizar la actividad de pre saber cómo requisito.

Actividad 1

Un buceador desciende a 30 metros de profundidad en el mar. ¿Cuál es la presión que está soportando, si la densidad del agua del mar es 1025 kg/m3?

Actividad 2

 Un cubo de aluminio de 5 cm de arista está apoyado en el suelo sobre una de sus caras. Calcula la presión en Pascales que ejerce sobre el suelo sabiendo que la densidad del aluminio es 2700 kg/m3.

 ¿Qué diferencia existe entre la presión manométrica y la presión hidrostática?

 ¿Qué nombre reciben los instrumentos de medida de la presión atmosférica? a) Dinamómetros

b) Manómetros c) Atmosferómetros d) Barómetro