UNIDAD 1. FLUIDOS

Aprendizaje 1. Identifica las características y las propiedades de los fluidos

Tarea 1. Investigación documental

 

 Realizar una breve investigación  de las propiedades y características de los fluidos y responder las siguientes preguntas:

 

• ¿Qué es un fluido?
• ¿Cuáles son las características y propiedades de un sólido, fluido y un gas?
• ¿Qué es la densidad?
• ¿Cuáles son las dos unidades de la densidad?
• ¿Qué es el peso específico?
• ¿Qué es la presión absoluta?
• ¿Qué es la presión hidrostática y cómo se determina?
• ¿Cuál es la unidad de presión en el Sistema Internacional SI?
• ¿Qué es una presión de 760 mm Hg? ¿Y una de atm?
• ¿A presiones más elevadas el agua hierve a temperaturas más altas? Explique.
• ¿Qué es la viscosidad?
• Dar ejemplos de fluidos pocos y muy viscosos.
• Algunas de las siguientes sustancias: brea, barro, cera, gelatina, pasta de dientes, crema de afeitar, arena. Presentan características de comportamiento tanto sólido como fluido bajo diferentes condiciones. Explique y dé ejemplos.
   
• Considere dos pequeñas bolas de vidrio idénticas que se deja caer en dos recipientes idénticos, uno lleno con agua y otro con aceite. ¿Cuál de las dos bolas llegará primero al fondo del recipiente? ¿Por qué?
• ¿Qué es la tensión superficial?
• Dar ejemplos cotidianos en donde se presentas la tensión superficial.
• ¿Qué es la capilaridad?  

Tarea 2. Resolución de problemas

 

Resolver los siguientes problemas .

1. Determine la masa y el peso específico de una esfera de acero de 2 cm de radio.

2. El colchón de una cama de agua mide 2 m de largo por 2 m de ancho y 30 cm de profundidad. A) Encuentre el peso del agua en el colchón. B) Encuentre la presión que ejerce el colchón sobre el suelo.

3. Calcule la presión a una profundidad de 1000 metros en el océano. Suponga que la densidad del agua de mar es 1,024 x 10³  kg/m³ y considere la presión atmosférica Patm = 1,01 x 10⁵ Pa.

4. Una mujer de 50 kg se balancea en un tacón de un par de zapatos de tacón alto. Si el tacón es circular y tiene un radio de 0.5 cm, ¿qué presión ejerce ella sobre el piso?

5. Las cuatro llantas de un automóvil se inflan a una presión manométrica de 200 kPa. Cada llanta tiene un área de 0.024 m² en contacto con el piso. Determine el peso del automóvil.

6. Una columna de mercurio se encuentra abierta a la atmósfera ¿cuál es la altura de la columna si en el fondo existe una presión de 1520 torr?

7. Un tambo de 60 cm de radio y 1.20 de alto se deja destapado a la lluvia. Si inicialmente el tambo tenía 120 litros de aceite ¿Qué presión existirá en el fondo del tambo si el volumen restante se llena con agua?

8. Un manómetro de tubo en U está conectado a un tanque con gas y éste  mide una diferencia de 2cm de mercurio entre los niveles del líquido. ¿Cuál es la presión en pascales?

9.  El peso específico de una sustancia contenida en un recipiente es de 15000 N/m3. ¿Qué volumen tiene el recipiente si se llena con 400 kg de la sustancia?

10. Una esfera de acero de 2cm de radio se deja caer  dentro de una probeta con  agua desde una altura de 20 cm. ¿En qué tiempo llegará al fondo de la probeta?

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1. DENSIDAD

Aprendizaje 2. Explicación de situaciones, como: flotación, vasos comunicantes, prensa hidráulica, con el empleo de principios hidrostáticos.

Tarea 3.  Investigación documental y resolución de problemas

A. Realizar una breve investigación de los principios de Pascal y  de Arquímedes.

 

      Principio de Pascal:

Principio de Arquímedes:

 

B. Resolver los siguientes problemas

1. Tenemos una prensa hidráulica. El diámetro de la sección menor es de 15 cm y el de la sección mayor es de31 cm. Con esta prensa queremos levantar una masa de 400 kg. Calcula la fuerza necesaria para lograrlo.




2. Un cuerpo cuyo peso es de 400 N, al sumergirse en un recipiente que contiene glicerina tiene un peso aparente de 250 N. ¿Cuál es el volumen del cuerpo?



3. Un trozo de fundición de hierro pesa 300 [N] en el aire y 200 [N] en el agua. ¿Cuál es el volumen  del  trozo de hierro? Densidad del hierro: 7.8 g/cm3


 
4. Una esfera que está flotando en mercurio tiene sumergida la cuarta parte de su volumen. Se agrega agua suficiente para cubrir la esfera. ¿Qué fracción de su volumen quedará sumergida en el mercurio?

                                                   

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

 

Aprendizaje 3. Aplica la ecuación de continuidad en la determinación de gastos en un fluido  y  la velocidad  con el empleo del principio de Bernoulli.

TAREA 4. Investigación documental y resolución de problemas

A. Realizar una breve investigación acerca del concepto de gasto, la ecuación de continuidad y el principio de Bernoulli.

 

Gasto:

Ecuación de continuidad:

Principio de Bernoulli:

 

B. Resolver los siguientes problemas

 

1. Calcule el gasto y el flujo de masa en una tubería que conduce gasolina y que tiene un diámetro de 20 cm. La velocidad del flujo es de 0.4 m/s.

 

2. Determinen el área que debe tener una tubería si el agua debe fluir a razón de 0.065 m3/s, con una velocidad de 2.0 m/s. ¿Cuál es la masa que pasa en cada segundo?

 

3. Un tubo Venturi  transporta agua y tiene en la sección 1 un área de 0.012 m2, y en la sección 2 tiene un estrechamiento y el área de esta sección es de 0.003 m2. La velocidad del agua en la primera sección es de 6 m/s a una presión de 3 X 105 Pa. Calcula la velocidad y la presión del agua en la sección estrecha.

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 3. ECUACION DE CONTINUIDAD