Al Estudiante...

La física puede ser una experiencia agradable... en especial cuando se le expone en un lenguaje directo y sin tantas matemáticas, de manera si se quiera coloquial. Me encanta la física, y espero transmitirle mi entusiasmo por ella a medida que desarrollemos cada una de las 12 actividades que aqui se plantearan. De ésta manera, pronto descubriras la física que hay dentro de todo lo que haces y ves. En ésta oportunidad, no trataremos la física como matemáticas aplicadas, por ello no necesitarás una calculadora. Los planteamientos que aquí les presento, son ejercicios para meditar acerca del significado y las implicaciones de los conceptos de física, pero sólo necesitarás el uso de un buen lenguaje científico; por lo que, no tendrán que recurrir a las manipulaciones ni cálculos algebráicos. Si de cualquier forma ya tienes una calculadora, guardala. Cuando se den cuenta que la física es fascinante, querrán tomar Física III sin miedos. Entonces podrán usar la calculadora... pero sabiendo lo que hacen....
Prof. Yamir Z. Aponte B


lunes, 9 de noviembre de 2009

Actividad 1. Estática de los Fluidos.

La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal y el de Arquímedes pueden considerarse consecuencias. El hecho de que los gases, a diferencia de los líquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tengan algunas características diferentes. En la atmósfera se dan los fenómenos de presión y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la estática de gases.
Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contiene. La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene la capacidad de fluir. Los líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que no puede mortificarse apreciablemente por compresión. Se dice por ello que son fluidos incompresibles. Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los líquidos, sí pueden ser comprimidos.
DESDE OTRA PERSPECTIVA
El estudio de los fluidos en equilibrio constituye el objeto de la estática de fluidos, una parte de la física que comprende la hidrostática o estudio de los líquidos en equilibrio, y la aerostática o estudio de los gases en equilibrio y en particular del aire.
Se acostumbra a clasificar la materia desde un punto de vista macroscópico en sólidos y fluidos. Se entiende por fluido a una sustancia que puede fluir, por lo cual son fluidos los líquidos y los gases. Tenemos entonces que un fluido no es capaz por sí solo de mantener una forma determinada y toma la forma del recipiente que lo contiene. En el caso de un gas además no puede mantener su volumen a menos que se encuentre contenido en un recipiente cerrado.
El fundamento teórico bajo el cual se desarrolla Estática de Fluidos, es la consideración del estudio de Fluidos que se encuentran en equilibrio mecánico y cuyo comportamiento se rige por las siguientes expresiones:
- La suma de las fuerzas que actuan sobre un cuerpo son iguales a cero se encuentra en Equilibrio de traslación
- Si la suma de las torcas que actuan sobre un cuerpo son iguales a cero se encuentra en Equilibrio de rotación
Un cuerpo en equilibrio mecánico puede estar en reposo o en movimiento con velocidad constante lineal y/o angular.La Estática de Fluidos estudia los fluidos en equilibrio mecánico y en reposo.
Las unidades que conforman este tema son:
• 1. Presión y densidad.
• 2. Variación de la presión con la profundidad.
• 3. Principio de Arquímedes.
• 4. Vasos comunicantes.
• 5. Principio de Pascal.
Todas la unidades básicas de Estática de Fluidos se relación a través del concepto de presión, es éste concepto es el que permite el estudio de los fluidos en reposo y obtener dos principios fundamentales como son el Principio de Arquímides y el Principio de Pascal.
PREGUNTAS

HEMISFERIOS TIRADOS POR CABALLOS
En 1657 Otto Von Guericke hace una presentación ante el emperador Fernando III, la misma consistía en la demostración de la fuerza de unión de dos hemisferios metálicos a los cuales se le había extraído aire de su interior. Los hemisferios fueron halados por grupos de caballos a ambos lados de los hemisferios con la finalidad de separarlos, objetivo que se logró cuando se colocaron 8 caballos por cada lado de los hemisferios.

Preguntas
- Diga porque las fuerzas que actúan sobre las paredes internas de los hemisferio no los separan.
- Explique de donde proviene la fuerza que mantiene unidos los hemisferios.
- Por qué se utilizaron dos tiros de caballos? ¿Un tiro no probaría el punto con la misma eficacia?