Presión y fluidos Física Instituto IACC 07/05/2017
Desarrollo
Instrucciones: Resuelva los siguientes ejercicios, considerando los cálculos completos.
Ejercicio 1:
En la tierra, la presión atmosférica a nivel del mar es de aproximadamente 101 325 [Pa]. Asumiendo un área aproximada para el pecho de una persona de 0.25 [m2], determine cuál es la fuerza que la atmosfera ejerce sobre el pecho de la persona. Explique por qué esta fuerza no daña el pecho ni el cuerpo de las personas. P=
F A
101325 [ Pa ] =
F 0.25[m2 ]
Despejando F se tiene que: 2
m ] F=101325 [ Pa ] x 0.25 ¿ F=25331.25[ N ]
Esta fuerza no daña el pecho ni el cuerpo de las personas, porque sus cuerpos están adaptados a la presión que hay en la tierra. Esta presión también se encuentra en nuestro interior (pulmones, flujo sanguíneo). A mayor altura, menor cantidad de aire queda por encima de nuestras cabezas, por tanto pesa menos y ejerce menor fuerza sobre nuestros cuerpos.
Ejercicio 2:
Tres piscinas experimentales, muy angostas, pero profundas (4 [m] cada una), están llenas de tres sustancias diferentes. Una de ellas está llena de agua pura, otra de glicerina y otra de mercurio. Determine la presión en el fondo de cada una de ellas.
Piscina llena con agua: La densidad del agua es de
p=1000
[ ] Kg 3 m
. A partir de ello se puede plantear que:
P= p x g x h+ Patm P=1000
[ ] [ ]
Kg m x 9,8 2 x 4 [ m ] +101325 [ Pa ] 3 m s
Se puede decir que: P=1000 x 9,8 x 4 [ Pa ] + 101325 [ Pa ] P=39200 [ Pa ] +101325 [ Pa ] P=140525[ Pa]
La densidad de la glicerina es de
p=1261
que: P=1261
[ ] [ ]
Kg m x 9,8 2 x 4 [ m ] +101325 [ Pa ] 3 m s
P=1261 x 9,8 x 4 [ Pa ] +101325 [ Pa ]
[ ] Kg 3 m
. A partir de ello se puede plantear
P=49431,2 [ Pa ] +101325 [ Pa ]
P=150756,2[ Pa] La densidad del mercurio es de
p=13600
[ ]
Kg . m3
A partir de ello se puede plantear
que: ¿ 13600
[ ] []
Kg m x 9,8 2 x 4 [ m ] + 101325 [ Pa ] 3 m s
P=13600 x 9,8 x 4 [ Pa ] + 101325 [ Pa ] P=533,120 [ Pa ] +101325 [ Pa ]
P=634445 [Pa]
Ejercicio 3:
El Río Amazonas, en su parte baja, tiene un caudal promedio de aproximadamente Q = 3 000 000 [m3s]. A partir de este dato, determine la velocidad del río en los siguientes tres puntos:
Punto 1 Ancho 1800 [m] Profundidad promedio 220 [m] A=d x h=1800 [ m ] x 220 [ m ] =396000[m 2 ]
Se utiliza esta área y el caudal dado para determinar la velocidad: Q=v x A
[ ] [ ] 3
3000000
m = v x 396000 [ m2 ] s 3
m s v= 2 396000[m ] 3000000
v =7,6
[ ] m s
Punto 2 Ancho 3700 [m] Profundidad promedio 250 [m] A=d x h=3700 [ m ] x 250 [ m ] =925000 [m 2 ]
[ ] [ ] 3
3000000
m = v x 925000 [ m 2 ] s
m3 3000000 s v= 925000[m2 ] v =3,24
[ ] m s
Punto 3 Ancho 5500 [m] Profundidad promedio 330 [m] A=d x h=5500 [ m ] x 330 [ m ] =1815000[ m2 ] 3000000
[ ] [ ]
m3 = v x 1815000 [ m2 ] s
m3 3000000 s v= 2 1815000[m ] v =1,65
[ ] m s
Ejercicio 4:
Desarrolle un texto de aplicación con sentido físico donde se presente la densidad teóricamente, relacionándola con su ecuación respectiva. En el mismo texto, explique
los cambios de estados, detallando con un ejemplo de la vida cotidiana. (Puede ser una historia hipotética, siempre y cuando tenga sentido y explicación física). Utilice como mínimo 600 palabras y máximo 700. La densidad es la medida de un material que se encuentra comprimido en un determinado espacio, esto se refiere específicamente a la cantidad de masa por unidad de volumen. La densidad es una propiedad importante de la materia
Bibliografía
IACC (2017). Mecánica: presión y fluidos. Física. Semana 3.
