Temario: Tema 4.

En este tema 4, nos hemos iniciado con las presiones de los cuerpos. La presión aparece cuando una fuerza es ejercida contra una superficie. Podemos definirla como la fuerza que actúa por unidad de superficie. Su unidad es el Pascal, que es la fuerza que ejerce un Newton por metro cuadrado.

1Pa=1N/1m^2.

Estática de fluidos:


No poseen propia forma.
Adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Un líquido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que estén en contacto con él, y la orientación de ésta es la que determina la dirección de la fuerza.

Podemos calcular la presión hidrostática en un líquido en reposo mediante la siguiente fórmula:

p=densidad*g*h, donde p es la presión, g es la aceleración de la gravedad y h es la profundidad a la que nos encontramos. Siempre en el sistema internacional.

Imagen: www.geronet.com

Según el principio fundamental de la hidrostática, la diferencia de presión entre dos puntos de ulíquido homogéneo en equilibrio es igual al producto de la densidad por la gravedad y por la diferencia de altura entre los puntos: p´-p=densidad * g * (h`- h).

Líquidos no miscibles superpuestos.

Imagen: rupturasentimental.blogspot.com

En estos casos, podemos utilizar los "tubos en U", para, con la información adecuada, averiguar la densidad, 

la presión o la altura de un líquido.

Imagen: tqlaboratorios.com

En caso de que el tubo de arriba estuviera lleno de dos líquidos, la presión en dos puntos en el plano horizontal 

sería la misma. Por tanto, conociendo la densidad y la presión, podemos calcular también la altura de cada líquido

y viceversa.

Presión atmosférica.

Evangelista Torricelli hizo un famoso experimento:

Llenó de mercurio un tubo delgado de 1m de longitud y 1cm^2 de sección, cerrado por uno de los extremos. 

Taponó el extremo libre con un dedo y metió el tubo boca abajo en una cubeta llena de mercurio. Cuando quitó el 

dedo, el nivel de mercurio bajó hasta quedar a una altura de unos 760 mm por encima de la superficie del mercurio

de la cubeta. En la parte superior quedó un vacío. 

De ahí, data la llamada presión atmosférica normal, que podemos representar como:

1atm=760mmHG=1,013*10^5 Pa.

Instrumentos para medir la presión.

Para medir la presión, algunos de los instrumentos más usados son los siguientes:

- Barómetros. 

Imagen kayakfishingcanarias.com 

- Manómetros.

Imagen: perso.wannado.com

- Altímetros.

Imagen: manualvuelo.com

Para concluir, podemos calcular la fuerza de empuje que un cuerpo sufre en un fluido mediante las siguientes 

fórmulas:

Fuerza de empuje = Volumen del sólido * aceleración de la gravedad * densidad del líquido.

También podemos expresar el peso de la siguiente manera:

Peso = Volumen del sólido * aceleración de la gravedad * densidad del sólido.

Peso aparente = Peso - fuerza de empuje.

Cálculo de la gravedad.

Nota: Esta práctica será la última en ser presentada así. En adelante, todas las demás estarán en el formato .doc alojadas en mi cuenta de Google, como la práctica del péndulo. Si en algún caso no deja entrar, comentario. Si por mí fuera, estarían todas en Megaupload, pero eso va a estar complicado.

En esta práctica, hemos calculado la gravedad que podemos encontrar en Santoña, mediante el uso de la física. Las leyes y propiedades empleadas se verán más adelante.

Los materiales empleados han sido los siguientes:

- Unas pelotas de balonmano, para poder calcular el tiempo que tardan en caer. Mis agradecimientos a las mentes prodigiosas que las dejaron caer.

Foto: los ingenieros y las pelotas.

- Un cronómetro, para medir el tiempo que tardarían las pelotas de antes en caer.
- Un palo corto.
- Un palo largo.
- Una cinta métrica.

No hay fotos de los palos. A la imaginación del lector.

Se nos presentaba un inconveniente: no sabemos cuánto medía la pared. Para ello queríamos los palos.

Mediante el Teorema de Tales, medimos la altura de los palos y la distancia a la que están con respecto a la pared. Sabemos ahora, que la medida de los palos y la distancia es la siguiente:

- Palo corto: 1.22 m
- Palo largo: 2.53m




De ahí, aplicamos el teorema de Tales:

Imagen: www.matematicascnhkcm.blogspot.com

Gracias a él, sabemos que la altura de la pared es de 8.52 mas el palo corto, es decir: 9.74.

Calculamos el tiempo que tardaron en caer las pelotas, e hicimos una media entre todos los compañeros: 1.23 segundos tardaron en caer.

Entonces: sabemos que la ecuación que nos ayuda a calcular el espacio recorrido es la siguiente: S=(1/2a)*T^2. Como nuestra incógnita es la a, aceleración (en este caso la aceleración de la gravedad), cambiamos la fórmula: (1/2a)=S*T^2.

(1/2a)=9.74*1.23^2

a=7.36m/s^2

La comparamos con la aceleración teórica:

(|7.36|-|9.81|)/9.81*100=24.9%.

Resultado: fracaso absoluto. Bueno, qué más se podía esperar de un blog cuyo principal elemento es la aplicación del acuario de abajo del todo...

Sin embargo, este error puede deberse, mayormente, a la toma de los tiempos de la caída de las pelotas, o a aproximaciones a la hora de hacer las operaciones.

Temario: Tema 2.

En el Tema 2 hemos visto los siguientes conceptos:

- Fuerza: causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, así como deformaciones en el mismo.

Según la respuesta del material hacia las fuerzas, ese material puede ser:

- Rígido.

- Elástico.

- Plástico.

Es en los cuerpos elásticos donde se muestra la Ley de Hooke, ya mostrada en otra entrada, donde fuerza es directamente proporcional a la constante de ese material y a la distancia que se estire:

F=K*∆l

La fuerza, como vector, posee una dirección y sentido. Algunos datos importantes de esto son los siguientes:

 - Las fuerzas comparten dirección y sentido: se suman.
 - Las fuerzas comparten dirección, pero difieren en sentido: la fuerza de mayor intensidad marcará el sentido.
 - Fuerzas concurrentes: se aplica la regla del paralelogramo F=(F^2{x}+F^2{y})^1/2), a no ser que sean perpendiculares, en cuyo caso, se aplica el teorema de Pitágoras (a estas alturas no creo que tenga que explicarlo).

Otros datos estudiados son:

El peso, expresado en Newtons, se compone de la masa y la gravedad (P = m*g).
La fuerza de rozamiento, producida por la superficie por la que se mueve un objeto y que le frena en su movimiento. Se calcula mediante: Froz=μ*N, donde μ es el coeficiente de rozamiento del material y N es la fuerza normal.

También se ha desarrollado una versión simplificada de las poleas:

La fórmula estudiada es la siguiente:

Tensión - P{1}=m*a
P{2} - Tensión = m*a

No hay que ser un lince para descubrir que ahí falla algo, y es que no se ha valorado el radio de la propia polea, pero es lo que hay.

Fuentes: imanualidades.com
             pablo-romanempire.blogspot.com