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Fluidos en Reposo: Notas de Física para Universidad o Bachillerato, Ejercicios de Física

Estas notas de física exploran el comportamiento de los fluidos en reposo, incluyendo conceptos fundamentales como la presión, el principio de pascal y el principio de arquímedes. Se presentan ejemplos y ejercicios para comprender mejor estos principios y su aplicación en la vida real. El documento también incluye una reseña histórica de figuras clave en el estudio de los fluidos, como arquímedes, torricelli y pascal.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 11/10/2024

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NOTAS DE J. J. VIVAS MORENO PhD
FLUIDOS EN REPOSO
RESEÑA HISTÓRICA
ARQUÍMEDES (287- 212 AC) Griego El rey de Siracusa le solicitó verificar
si su corona era de oro puro.
“Matemático griego. Hijo de un astrónomo, quien probablemente le introdujo en las matemáticas,
Arquímedes estudió en Alejandría, donde tuvo como maestro a Conón de Samos y ent en
contacto con Eratóstenes; a este último dedicó Arquímedes su Método, en el que expuso su genial
aplicación de la mecánica a la geometría, en la que «pesaba» imaginariamente áreas y volúmenes
desconocidos para determinar su valor. Regresó luego a Siracusa, donde se dedicó de lleno al
trabajo científico”1. (1: tomado de Biografías y Vidas, Facebook)
EVANGELISTA TORRICELLI (1608 1647) Faenza, actual Italia,
Florencia, Alumno de Galileo Galilei Inventó el barómetro Torricelli.
Físico y matemático
BLAISE PASCAL (1623-1602) Francia Principio de Pascal
Étienne, el padre de Blaise, tenía ideas poco ortodoxas de la educación, por lo que decidió
educar a su hijo él mismo. Decidió que Pascal no estudiara matemáticas antes de los
quince años, y que todos los textos de matemáticas fueron sacados de la casa. Sin embargo,
Pascal, con la curiosidad enardecida por esto, comenzó a investigar la geometría por
mismo a los doce años. Descubrió que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a
dos ángulos rectos. Cuando su padre descubrió eso, le permitió leer a Euclides.
A los catorce años, Pascal comenzó a asistir a las reuniones de Mersenne. Mersenne
pertenecía a la orden religiosa de los Mínimos, y su celda en París era lugar de encuentro
frecuente para Fermat, Pascal, Gassendi y otros. A la edad de 16 años, Pascal presenta
una hoja de papel en una de las reuniones de Mersenne. Contenía una seria de teoremas de
geometría descriptiva, incluyendo el hexágono místico de Pascal.
Pascal inventó la primera calculadora digital en 1642 para ayudar a su padre. El aparato,
llamado Pascalina, parecía una calculadora mecánica de los años 1940.
Estudios posteriores en geometría, hidrodinámica e hidrostática, y la presión atmosférica
le llevaron a inventar la jeringa y la prensa hidráulica, y a descubrir la ley de la presión de
Pascal.
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¡Descarga Fluidos en Reposo: Notas de Física para Universidad o Bachillerato y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity!

FLUIDOS EN REPOSO

RESEÑA HISTÓRICA

ARQUÍMEDES (287- 212 AC) Griego  El rey de Siracusa le solicitó verificar

si su corona era de oro puro.

“Matemático griego. Hijo de un astrónomo, quien probablemente le introdujo en las matemáticas, Arquímedes estudió en Alejandría, donde tuvo como maestro a Conón de Samos y entró en contacto con Eratóstenes; a este último dedicó Arquímedes su Método, en el que expuso su genial aplicación de la mecánica a la geometría, en la que «pesaba» imaginariamente áreas y volúmenes desconocidos para determinar su valor. Regresó luego a Siracusa, donde se dedicó de lleno al trabajo científico”^1_._ (1: tomado de Biografías y Vidas, Facebook)

EVANGELISTA TORRICELLI (1608 – 1647)  Faenza, actual Italia,

Florencia, Alumno de Galileo Galilei  Inventó el barómetro Torricelli.

Físico y matemático

BLAISE PASCAL (1623-1602) Francia  Principio de Pascal

Étienne, el padre de Blaise, tenía ideas poco ortodoxas de la educación, por lo que decidió educar a su hijo él mismo. Decidió que Pascal no estudiara matemáticas antes de los quince años, y que todos los textos de matemáticas fueron sacados de la casa. Sin embargo, Pascal, con la curiosidad enardecida por esto, comenzó a investigar la geometría por sí mismo a los doce años. Descubrió que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos. Cuando su padre descubrió eso, le permitió leer a Euclides. A los catorce años, Pascal comenzó a asistir a las reuniones de Mersenne. Mersenne pertenecía a la orden religiosa de los Mínimos, y su celda en París era lugar de encuentro frecuente para Fermat, Pascal, Gassendi y otros. A la edad de 16 años, Pascal presenta una hoja de papel en una de las reuniones de Mersenne. Contenía una seria de teoremas de geometría descriptiva, incluyendo el hexágono místico de Pascal. Pascal inventó la primera calculadora digital en 1642 para ayudar a su padre. El aparato, llamado Pascalina, parecía una calculadora mecánica de los años 1940. Estudios posteriores en geometría, hidrodinámica e hidrostática, y la presión atmosférica le llevaron a inventar la jeringa y la prensa hidráulica, y a descubrir la ley de la presión de Pascal.

Estudió las secciones cónicas y produjo importantes teoremas en la geometría descriptiva. En colaboración con fermat, fundaron las bases de la teoría de la probabilidad. Experimento de las esferas de Magdeburgo Posted: 11 Sep 2008 12:11 PM CDT En 1654, en la ciudad de Magdeburgo, el físico alemán Otto von Guericke Alemán, realizó ante la Dieta Imperial de Ratisbona un célebre experimento con dos semiesferas que, tras ser juntadas y hecho el vacío en su cavidad interior , no pudieron ser separadas aun utilizando dos grupos de ocho caballos tirando en sentidos opuestos.

Fluidos en movimiento

Ecuación de continuidad

Principio de Bernoulli  1738

DENSIDAD es una propiedad característica de una sustancia. ρ = m v (1) Tabla tomada de Sears Zemansky

DR: DENSIDAD RELATIVA O GRAVEDAD ESPÉCÍFICA Es la razón entre su densidad y la del agua a 40 0 C, es un número puro. DR = ρ 1 g cm 3 (2) PRESIÓN EN UN FLUIDO Se define como fuerza normal por unidad de área, es decir P =

F⊥

A

(3) UNIDADES 1Atm= 760 mmHg=760 Torr=29,9 pulHg=101,325 KPa 1 mmHg= 1 Torr=133.3 Pa I bar= 10

milibares= 100KPa

De la fig. 3 podemos hacer

el estudio del estado de

movimiento del elemento

de fluido en reposo con

área A y espesor dy, por

tanto

F =^0 las fuerzas que afectan el estado del elementode fluido son : Fuerza que realiza el fluido que se encuentra debajo del elementofuerza que realiza el fluido que se encuentra en

Es decir

FdebajoFencima = 0 ( p + dp ) ApAmg = 0 A dpgρAdy = 0

Integrando, obtenemos:

p = ρgy + p 0

Presión Manométrica

pp 0 = ρgy

Principio de Pascal

Establece que, la presión

aplicada a un fluido

confinado en un recipiente

se transmite sin

disminución de todas las

partes del fluido a las

paredes del recipiente.

atmosférica al nivel del mar es 1 atm =1.013∗ 10 5 Pa = 101325 Pa Medición: Fig.4 tomada de Google. Barómetro de Torricelli P = (

3 Kg m (^3) )9.^ m s 2 (0.76^ m )

P =101292,

Pa

Principio de

Arquímedes

“El principio de Arquímedes

establece lo siguiente: si un

cuerpo está parcial o

totalmente sumergido en un

fluido, éste ejerce una fuerza

hacia arriba sobre el cuerpo

igual al peso del fluido

desplazado por el cuerpo”.

La fuerza de empuje que

ejercen los fluidos a los

cuerpos que se encuentran

sumergidos proviene del

hecho que la presión en un

ρf es la densidad del fluido V (^) s es el volumen sumergido g (^) es la gravedad