viernes, 25 de mayo de 2012

Lectura 20: Propiedades de los fluidos (Líquidos)

Las principales propiedades de los líquidos son:

  1. La superficie de un líquido que está en equilibrio es plana y horizontal.

  2. La fuerza ejercida por un líquido sobre una superficie cualquiera, es siempre perpendicular a esta superficie.
    (perpendicular: se dice de la línea o plano que forma ángulo recto con otra línea o con otro plano)

  3. Si en un recipiente se colocan varios líquidos, estos se ubican en orden de sus densidades (masas específicas) (sustancias más densas en el fondo)

  4. La presión en el interior de un líquido aumenta con la profundidad.

    Esta propiedad se puede representar matemáticamente por la ecuación fundamental de la hidrostática p = p1 + ρgh. Donde p, es la presión ejercida sobre un objeto sumergido; p1 es la presión atmosférica; ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de gravedad del planeta y h es la (profundidad) distancia entre la superficie y el objeto. De esta fórmula se deduce que la presión sobre un objeto sumergido depende directamente de la profundidad a la cual esté. La tabla muestra las densidades de algunos líquidos.

    Sustanciaρ Kg/m3
    Agua1
    Agua de mar1.03
    Mercurio13.6
    Gasolina0.675
  5. Cuando sumergimos un cuerpo en un líquido, este ejerce sobre el cuerpo una fuerza orientada hacia la superficie. A esta fuerza se le denomina fuerza de empuje (E), y es igual al peso del líquido desplazado por el objeto sumergido. E = ρvc g. Donde ρ es la densidad del líquido; vc es el volumen sumergido del cuerpo y g es la aceleración de gravedad del planeta. Si se sumerge un cuerpo lentamente, la fuerza de empuje aumenta hasta que el cuerpo es sumergido totalmente. Luego de eso, la fuerza de empuje se mantiene contante aunque aumente la profundidad.

Taller de lectura 20

  1. Escriba la segunda propiedad de los líquidos y escriba el significado de la palabra “perpendicular”

  2. La figura 1 representa un recipiente lleno de agua, con 4 agujeros. Con base en las respuestas al punto anterior, trace flechas que indiquen la dirección en la que saldría el agua por cada uno de los orificios.

  3. En un recipiente cilíndrico se colocan cantidades iguales de agua de mar, mercurio y gasolina. Haga un dibujo que represente la situación, especificando el orden en el que se depositan los líquidos.

  4. Se coloca una pieza de madera en la superficie de un líquido. ¿Cual es la fuerza que mantiene la madera a flote? Haga un esquema de la situación y represente dicha fuerza con una flecha.

  5. Se colocan objetos similares en el fondo de recipientes con igual nivel de agua como muestra la figura 2. Relacione las presiones recibidas por los objetos a través de los signos >, < o =. Sustente su respuesta.

  6. Escriba la ecuación fundamental de la hidrostática y con base en ella realice los siguientes ejercicios:

    1. Cual es la presión que soporta un buzo a 110 metros de profundidad en el mar, si la presión atmosférica es de 1At = 1.013×105 pascales.

    2. ¿Qué presión soporta un objeto en el fondo de un tanque de gasolina de 6 metros de altura totalmente lleno, si la presión atmosférica es de 0.8 atmósferas?

  7. Escriba la quinta propiedad de los líquidos.
  8. La figura 3 muestra un objeto en un recipiente con agua en 4 situaciones diferentes:
    1. ¿en cual de las situaciones es mayor la fuerza de empuje? ¿Por qué?
    2. ¿en cual de las situaciones es menor la fuerza de empuje? ¿Por qué?
    3. Se afirma que la fuerza de empuje es igual en las situaciones C y D, ¿Cómo se explica esa afirmación?
  9. Escriba la fórmula que permite calcular la fuerza de empuje y con base en ella, realice los siguientes ejercicios:
    1. Calcule la fuerza de empuje que el agua ejerce sobre un cubo de madera de 1000cm3, cuando este ha sido sumergido:
      • Un tercio de su volumen
      • Dos tercios de su volumen
      • Completamente
  10. Copie y complete el mapa conceptual

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