sábado, 7 de junio de 2008

Modulo de Young

Es una característica d elas sustancias sólidas conocer su valor nos permitirá calcular la deformación que sufrirá un cuerpo al someterce a un esfuerzo.

Cuando en la expresión matemática del módulo de elasticidad se sustituye las ecuaciones del esfuerzo y de la deformación se obtiene el módulo de Young donde:


Modelo de elasticidad

Es el cociente entre el esfuerzo (fuerza) aplicado a un cuerpo y la deformación producida en el dicho cuerpo.

También recibe el nombre de: constante del resorte o coeficiente de rigidez del cuerpo sólido del que se trate.























La tabla anterior fue un ejemplo de aplicación de diferentes pesos en un resorte.

Ley de Hooke

Robert Hooke (1635-1703) Físico ingles

"Mientras no se exeda el límite de elasticidad de un cuerpo la deformación elastica que sufre es directamente proporcional al esfuerzo recibido".


Con un resorte y una regla se comprueba la ley de Hooke al poner una pesa de 20gr.,el resorte se estira 4cm.;Pero si la pesa se cambia por una de 40gr. el resorte se estirará 2 cm. más y así sucesivamente.

Teorema de Torricelli

Físico italiano , Evangelista Torricelli (1608-1647)


"La velocidad a la que sale un líquido por el orificio de un recipiente, es igual a la que adquiriría un cuerpo que se dejara caer libremente desde el nivel libre de líquido, hasta el nivel del orificio".


La velocidad con la que sale un líquido por un orificio es mayor conforme aumenta la profundicada.

Principio de Bernoulli

Físico suizo Daniel Bernoulli

"La presión de un líquido que fluye por una tubería es bajo, si su velocidad es alta, y por el contrario, su presión es alta si su velocidad es baja".


En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinéticas, potencial y presión que tiene el líquido en un punto es igual a la sume de estas energías en cualquier otro punto.
Eteorema de Bernoulli se usaba en la ley de la conservación de la energía; por ella en los puntos 1 y 2, la presión, la energía cinética y la energía potencial son iguales.

El principio de Arquimedes

La flotación de los cuerpos

Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido se observa que éste ejerce un apresión verticalascendiente sobre él.
Lo anterior se comprueba al introducir un trozo de madera en agua; la madera es empujada hacia arriba, por ello se debe ejercer una fuerza hacia abajo si se desea mantenerla sumergida.
El empuje que reciben los cuerpos al ser introducidos en un líquido fue estudiado por el griego Arquimedes (287-212 a.C.), quien además se destacó por sus investigaciones sobre el uso de las palancas, la geometría plana y del espacio y su teoría sobre los números.

El principio de Arquimedes dice:

"Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendiente igual al peso del fluido desalojado".

En un cuerpo totalmente sumergido en un líquido todos los puntos de la superficie reciben una presión hidrostática, que es mayor conforme aumenta la profundidad.
Las presiones ejercidas sobre las caras laterales opuestas se neutralizan mutuamente; sin embargo, está sujeto a otras dos fuerzas opuestas: su peso que lo empuja abajo y el empuje de líquido que lo impulsa hacia arriba. De acuerdo con la magnitud de estas dos fuerzas tendremos los siguientes casos:

  1. Si el peso de un cuerpo es menor al empuje que recibe, flota por que desaloja menor cantidad de líquido que su volúmen.
  2. Si el peso del cuerpo es igual al empuje que recibe, permanecerá en equilibrio,es decir, sumergido dentro del líquido.
  3. Si el peso del cuerpoes mayor que el empuje, se unde. En este caso, como en el número 2, al estar completamente sumergido el cuerpo desalojará un volúmen del líquido igual a su volúmen.

Principio de Pascal

Sabemos que un líquido produce una presión hidrostática debido a su peso, pero si el líquido se encierra herméticamente dentro de un recipiente puede aplicarsele otra presión utilizando el émbolo; dicha presión se transmitirá íntegramente a todos los puntosdel líquido.
Ésto se explica si recordamos que los líquidos a diferencia de los gases y los sólidos son incopresibles.
Esta obsevación fue hecha por el físico frances Blaise Pascal (1623-1662) quien enunció el siguiente principio que lleva su nombre:


"Toda opresión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido y a las paredes del recipiente que lo contiene".





La presión hidrostática

Es aquella que origina todo líquido sobre las paredes del fondo del recipiente que lo contiene

Varómetro de mercurio

Es un instrumento que sirve para determinar experimentalmente la presión atmosférica.
Evangelista Torricelli fue el primero en idear un varómetro de mercurio. Para ello, llenó con mercurio un tubo de vidrio de casi un metro de longitud lo cerró por un extremo y tapó con su dedo el extremo abierto. Invirtió el tubo y lo introdujo en una superficie de mercurio introducido en una cubeta; al retirar su dedo, observó que el líquido descendía hasta alcanzar equilibrio a una altura de 76 cm sobre la superficie libre de mercurio.
La fuerza que equilibra e impide el descenso de la columna de mercurio en el tubo es la que ejerce la presión atmosférica.

viernes, 6 de junio de 2008

Presión

La presión indica la relación entre la fuerza y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso en que exista presión una fuerza actuará en forma perpendicular sobre una superficie matematicamente la expresión se expresa de la siguiente manera:



















Cuanto mayor sea la fuerza aplicada, mayor será la presión para una misma área. Cuando se aplica la fuerza, pero el área aumenta, la presión disminuye de manera inversamenteproporcional al incremento de dicha área. En resúmen, la presión es directamente proporcional a la fuerza recibida e inversamente proporcional al área sobre la cual actúa.


Densidad y peso específico

La densidad de una sustancia p(=rho) es una propiedad característica o intensiva de la materia, representa la masa contenida en la unidad de volumen. Su valor se determina dividiendo loa masa de la sustancia entre el volúmen que ocupa.















El peso específico de una sustancia también es una propiedad característica y su valor se determina dividiendo su peso entre el volúmen que ocupa.

















Podemos tener la relación entre densidad y peso específico si recordamos que:




















La densidad es igual al peso específico dividido entre el valor de la aceleración de la gravedad.


La densidad de lod líquidos se mide usando densímetros. Estos dispositivos se sumergen en el líquido y se lee, según el nivel que alcance el líquido cuando el densímetro flota.

Capilaridad

La capilaridad se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados (casi de un cabello), llamados capilares.
Al introducir un tubo de diametro muy pequeño en un recipiente con agua se observa que un líquido asciende por el tubo alcanzando una altura mayor que la superficie libre del líquido. La superficie del líquido contenido en el tubo no es plana, sino que forma un menisco-concabo.

Adherencia

Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre dos moléculas de sustancias diferentes. Comunmente las sustancias líquidas se adhieren a los cuerpos sólidos.
Al sacar una varilla de vidrio de un recipiente con agua, esta se moja por que el agua se adhiere al vidrio. Pero si la varilla de vidrio se introduce en un recipiente con mercurio, al sacarla se observa completamente seca, lo cual indica que no hay adherencia entre el mercurio y el vidrio.

Cohesión

Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.
Si dos gotas de agua se juntan, forman una sola; lo mismo sucede con dos gotas de mercurio.

Tensión superficial

La tensión superficial hace que un líquido se comporte como una finicima membrana elastica.

Éste fenómeno se presenta debido a la atracción entre las moléculas del líquido. Cuando se coloca líquido en un recipiente las moléculas se atraen en todas direcciones por fuerzas iguales que se contrarestan unas con otras, pero sobre una superficie sólo son atraidas por las inferiores y laterales más cecanas.