Hidromecánica

A. DOMINIO DE CONCEPTOS

Comenta cada uno de los puntos siguientes en un párrafo breve.

1. Hidromecánica    2. Hidrostática      3. Hidrodinámica     4. Neumática     5. Aerodinámica     6. Hidráulica   7. Fluidos   8. Líquidos   9. Gases      10. Viscosidad.    11. Densidad   12. Peso específico     13. Densidad relativa     14. Presión    15. Un Pascal      16.Una Atmósfera   17. Principio de pascal    18. Ecuación fundamental de la hidrostática      19. Prensa hidráulica   20. El principio de los vasos comunicantes     21. Empuje hidrostático    22. Principio de Arquímedes    23. El peso aparente    24. Condición de flotabilidad      25. Presión atmosférica      26. El experimento de Torricelli       27. Ecuación de la  Continuidad         28. Principio de Bernoulli

B. RELACIONAR CONCEPTOS – HACER COMPARACIONES Y DIFERENCIAS.

1. ¿Qué le ocurre a la densidad de un trozo de madera uniforme cuando lo cortamos en cuatro partes iguales?
2. ¿Cuál es la diferencia entre presión  y  fuerza?
3. Explicar por qué las personas que caminan sobre la nieve utilizan raquetas de gran área en los zapatos.
4. Explica qué relación existe entre la presión de un líquido y su densidad, y entre la presión del líquido y su profundidad.
5. Si un submarino navega en agua dulce, ¿experimentaría una presión mayor o menor que cuando lo hace en agua salada a la misma profundidad?
6. ¿Por qué suben las burbujas de los refrescos?
7. ¿Cuánto puede aumentar la presión al interior de una bomba de caucho si la comprimimos hasta reducir su volumen a la mitad?
8. Los globos de llenos de helio se elevan con muchísima facilidad cuando se dejan libres.¿Cómo es posible que se eleven? ¿Por qué parecen flotar en el aire?
9. Si un bañista nada a cierta profundidad y luego se sumerge al doble de dicha profundidad, entonces ¿Qué pasa con la presión que soporta sus oídos?
10. Si sumerges en agua una lata con un pequeño orificio, de tal modo que brote agua por el mismo, ¿Cuál será la dirección del flujo de agua  en el orificio?
11. ¿Por qué la fuerza de flotación se ejerce hacia arriba sobre un objeto sumergido en agua?
12. ¿El valor del empuje que recibe un cuerpo dentro del aire atmosférico depende de la altura a la cual se halla el cuerpo?
13. ¿En qué situación pesa más un cuerpo; cuando está en el aire o cuando está en el vació?
14. ¿Qué condiciones deben cumplirse para que un cuerpo flote?
15. ¿Por qué flota un barco que lleva objetos más densos que el agua?
16. Un corcho cilíndrico se hunde hasta su mitad en un vaso con agua. ¿Si el vaso se lleva a Júpiter, el corcho se hunde o emerge? La aceleración gravitacional de Júpiter es de 25,87 m/s2
17. Un cubo de hielo flota en el agua ¿Qué pasara con el nivel del agua cuando el hielo se derrita completamente?

C. APLICAR  LOS  CONCEPTOS.

Usa las destrezas que has desarrollado  para resolver los problemas siguientes:

1. DENSIDAD.

1.¿Qué volumen ocupa 10 gramos de mercurio?

2.¿Cuál es la masa de  10  cm³de aluminio?

3.¿Cuál es el volumen ocupado por 200 g de hierro?

4.¿Cuál es la densidad de un material que pesa 500 N y ocupa un volumen de 20 m³?

2. PRESION.

1. Un bloque de acero de forma paralepipeda tiene las siguientes dimensiones: 2 cm de largo, 1,5 cm de ancho y 1 cm de alto. Calcula la presión  que ejerce el bloque sobre la superficie de una mesa, cuando se coloca sobre cada una de sus caras.

2. Un ladrillo de 3,2 Kg. tiene las siguientes dimensiones: 25 cm de largo, 12 cm de ancho y 8 cm de alto. Calcula la presión  que ejerce el ladrillo sobre el suelo, cuando se coloca sobre cada una de sus caras.

3. Un cubo de madera de densidad 0,86 g/cm³, ejerce una presión de 1000 d/cm² sobre la superficie en la cual se apoya. Calcula la arista del cubo.

4. La aguja de una jeringa tiene un área de 0,02 cm². Si la presión que se hace al aplicar una inyección es de 20.000 Pa, ¿con cuanta fuerza sale el líquido de la jeringa?

5. Un edificio de 2000 toneladas de masa descansa sobre una plataforma de concreto de 900 m² de área. Calcular la presión del edificio sobre la tierra.

6. Calcular la presión que efectúa sobre una tabla la punta de un alfiler de 0,2 mm² de área, si se le aplica verticalmente hacia abajo con una fuerza de 10 N. ¿El alfiler se hunde en la tabla?

7. Calcular la presión que produce una puntilla sobre una tabla, si el área de la punta es 2,6 mm² y se aplica verticalmente hacia abajo con una fuerza de 10 N.

8.  Un cubo de madera de densidad 0,65 g/cm³ ejerce una presión de 1300 N/ m² sobre la superficie en  la cual se apoya. Calcula la arista del cubo.

4. PRESION HIDROSTATICA.

1.Calcula la presión hidrostática que experimenta un buzo que esta sumergido a 45 m bajo el nivel del mar.

2.¿Cuál es la presión a una profundidad de 1240  m bajo el agua de mar?, ¿Qué fuerza actúa sobre una superficie de 4 m² colocada a esta profundidad?

3.Un buzo esta situado a 40 m por debajo del nivel del mar(r =1,4 g/cm³), calcular la presión hidrostática que experimenta en ese punto y la fuerza total debida a esa presión sabiendo que el área del buzo es de 2,5 m y admitiendo que recibe la misma presión en todos los puntos de su superficie.

4.El tapón que cierra el sumidero de un depósito tiene forma circular, con un radio de 5 cm y se encuentra a una profundidad de 3,5 m. Calcula la presión debido al agua que soporta el tapón y la fuerza para quitarlo.

5.Si la diferencia de alturas entre dos pisos de un edificio es 8,40 m, ¿Cuál es la diferencia de presión en las tuberías del agua?

6.Un tanque está lleno de gasolina. Calcula la presión hidrostática a 18 cm de profundidad.

7.Un submarino se hunde a una profundidad de 60 m bajo el nivel del mar. Calcula la presión hidrostática a esa profundidad.

8.Determina la presión en el fondo de un lago de 26 m de profundidad

9.Una piscina de 50 m de largo, 30 m de ancho y 1,8 m de profundidad esta llena de agua. Calcula  la presión y la fuerza que ejerce el agua sobre el fondo de la piscina.

5. PRESION ATMOSFERICA.

1.Si Torricelli en lugar de usar mercurio en su experimento, hubiese usado agua, ¿Qué longitud mínima requeriría el tubo para poder medir la presión atmosférica?

2.Calcular la fuerza que la presión atmosférica efectúa sobre una  de las caras de una lamina de madera (a la orilla del mar) de 2,5 m de largo por 1,5 m de ancho.

3.¿Cuál es la fuerza ascensional de un globo de 1000 m³ de volumen, si su peso es de 8000 N?

6. PRINCIPIO DE PASCAL.

1.Explica la aplicación del principio de Pascal en el freno hidráulico de un automóvil.

2.Un tubo doblado en U  contiene mercurio, tiene una sección transversal de 0,25 cm² .¿que volumen de agua debe ponerse en el tubo de la izquierda a fin de  que el mercurio del tubo de la derecha  se eleve 1,5 cm  por encima de su posición inicial?

3.Un tubo doblado en U  contiene agua  y aceite. La altura del agua respecto a la superficie de separación es de 9 cm y la altura de la columna de aceite es de 10,4 cm. ¿Cuál es la densidad del aceite?

4.Un tubo doblado en U contiene mercurio y cloroformo (r = 0,66 g/cm³). Si la altura de la columna de cloroformo es 4,52 cm, ¿Cuál será la altura de la columna de mercurio para que el sistema quede en equilibrio?

5.Un tubo doblado en U contiene mercurio y agua. Si la altura de la columna de mercurio es 4cm, ¿Cuál será la altura de la columna de agua?

6.El pistón de un gato hidráulico tiene 10 cm de diámetro. ¿Qué presión se requiere para levantar un auto de 1500 kg de masa?

7.Se tiene una prensa hidráulica tal, que sus cilindros tienen radios de 1 cm y de 8 cm respectivamente. Si sobre el embolo de área menor se ejerce una fuerza de 10 N ¿Cuánta fuerza ejerce la pre4nsa hidráulica sobre el embolo mayor?

8.Se tiene una prensa hidráulica tal, que el área del pistón pequeño es 4cm² y el área del pistón grande es 32cm². ¿Cuánta fuerza debe aplicarse sobre el pistón pequeño para levantar un carro de 2000 Kg. con el pistón grande?

7. PRINCIPIO DE ARQUIMEDES.

1.Un cuerpo de 20 cm³ de volumen se sumerge en alcohol (r = 0,82 g/cm³).  ¿Qué empuje experimentará?

2.Un bloque metálico pesa 178400 dinas en el aire y experimenta un empuje de 39200 dinas cuando se sumerge en agua.¿cual es el volumen y la densidad del metal?

3.Un bloque de madera  de r = 0,58 g/cm³ y dimensiones 20cm x 8cm x 4cm flota en el agua. Calcular ¿Qué fracción de volumen  se encuentra sumergida? Y ¿Qué fuerza adicional se debe hacer sobre el bloque para sumergirlo completamente?

4.¿Cuál debe ser la densidad de un fluido para que un cuerpo cuya densidad sea r = 0,68 g/cm³ flote 2/3 de su volumen?

5.Un bloque de acero pesa en el aire 500N y en el agua 350 N ¿Cuál es el peso aparente del acero en el agua?, ¿Cuál es el valor del empuje aplicado por el agua sobre el bloque?

6.Una esfera de hierro de 3 cm de radio se deja caer en un estanque lleno de agua  de 120 cm de profundidad. Calcular: a) el peso de la esfera, b) empuje, c) fuerza resultante d) aceleración de la esfera (sin rozamiento) y e) tiempo que tarda en llegar al fondo.

7.Un bloque de madera (r = 0,6 g/cm³) y dimensiones 80 cm x 10 cm x 5 cm flota en el agua. Calcular la fracción de volumen  se encuentra sumergida.

8.Una lancha tiene un volumen 5 m. ¿Cuántas personas de 50 Kg-f soporta la lancha para no hundirse en el mar?

9.Un iceberg flota en el mar de modo que la parte fuera del agua tiene 12 cm de altura. ¿Cuál es la altura de la parte sumergida?

LABORATORIO VIRTUAL

DENSIDAD.

La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el DENSÍMETRO, que proporciona una lectura directa de la densidad.

1. Ingresa a la página Web:  http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/propiedades/masa.htm

Realiza las actividades interactivas de la MASA, el PROBLEMA, el VOLUMEN, la DENSIDAD y la TEMPERATURA

2. Ingresa a la página Web:  http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/densidad/densidad.htm y realiza las actividades propuestas.

1. El concepto de Presión.

http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/presion.html

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

1. Entra a la página Web EUREKA.

http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/eureka.html

2. Entra a la página Web de Educaplus.org.

http://www.educaplus.org/play-133-Principio-de-Arquímedes.html

Cambia los valores de la densidad del líquido y del bloque y observa lo que pasa.

VIDEOS

Estimados estudiantes, en esta sección  se encuentran los  videos realizados por los estudiantes de undécimo grado (2008), jornada matutina del I.E.D. Marco Fidel Suarez, de Barranquilla.

RECUERDA, lo importante es hacer una conexión entre lo desarrollado en las horas clases con el uso de esta herramienta, por esto, al hacer tus comentarios en la página ten en cuenta las siguientes recomendaciones:

1. Observa los videos con mucha atención, si es necesarios verlos dos o tres veces.

2. No copies conceptos de otras páginas web, saca tus conclusiones de lo que viste en los videos, por ejemplo:

a.  ¿Qué enseñanza te dejo la observación de los videos? o sea que ¿Qué aprendiste de ellos

b.   ¿Qué se te dificulto?

c.  ¿Qué fue lo que más te llamó la atención?

d. ¿Qué inquietudes te gustaría aclarar en las clases?

e. ¿Qué temas desearía abordar a partir de lo visto en los videos?

f. ¿Qué cosas de la experiencia diaria, de la cotidianidad, entendiste a partir de lo discutido en clase?

g. ¿Qué elementos de la experiencia cotidiana te ayudaron a entender los temas  visto en clase?

1. ¿POR QUE NO EXPLOTA EL GLOBO?

 

 

2.PRESIÓN HIDROSTÁTICA.

 

3. Principio de Pascal

4.Flotabilidad y Principio de Arquímedes

5. UNA CONTRIBUCCION DE PROFES.NET

“COMO PECES EN EL AIRE”

Profes.net

 

PRESION Y EL PRINCIPIO DE PASCAL