F2 presentacion

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    13-Jun-2015

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clase para fisica 2 de bachillerato.

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<ul><li> 1. FISICA2</li></ul><p> 2. BLOQUE 1.-EXPLICAS EL COMPORTAMIENTODE LOS FLUIDOS.BLOQUE 2.-IDENTIFICAS DIFERENCIAS ENTRECALOR Y TEMPERATURA.BLOQUE 3.-COMPRENDES LAS LEYES DE LAELECTRICIDADBLOQUE 4.-RELACIONAS LA ELECTRICIDADCON EL MAGNETISMO 3. BLOQUE 1.-EXPLICAS EL COMPORTAMIENTO DE LOSFLUIDOS.TEMA 1.-HIDRULICATEMA 2.-HIDROSTTICATEMA 3.-HIDRODINMICA 4. TEMA 1.-HIDRAULICA.La hidrulica es la rama de la fsica que se ocupa deestudiar los fluidos en reposo o en movimiento, as comosus aplicaciones y mecanismos de ingeniera que losutilizan.La mecnica de fluidos, como tambin se denomina a lahidrulica, se subdivide en dos campos principales que son :la hidrosttica y la hidrodinmica.La hidrosttica: se ocupa del estudio de los fluidos enreposo.La hidrodinmica: estudia a los fluidos en movimiento. 5. Basndonos en las funciones y partes entre un sistema deabastecimiento de agua potable y el sistema circulatorio denuestro cuerpo, tendremos las siguientes coincidencias:Ambos utilizan una bomba impulsora.La bomba impulsora de ambos funciona medianteelectricidad.Transportan un liquido a travs de tubos que se subdividenen otros menores en dimetro. 6. En ambos identificamos algunos elementos de un sistemahidrulico.Algunos ejemplos de sistemas hidrulicos son : laspresas, las redes de abastecimiento de agua, sistemas deriego para la agricultura, entre algunos otros.Hay que recordar que la hidrulica estudia el manejo ytransporte de los fluidos, y los fluidos incluyen los lquidosy los gases. Por lo tanto, los sistemas que conducensustancias gaseosas tambin son sistemas hidrulicos; porejemplo los sistemas de gases solidificantes de lasempresas, sistemas de abastecimiento de oxigeno de loshospitales, etc. 7. TEMA 2.-HIDROSTATICA.La hidrosttica se encarga del estudio de los fluidos enreposo.Un ejemplo de un fluido en reposo es el agua contenida enuna presa.Se utiliza la esttica del fluido para producir un movimientoque en algunos casos sirve para generar energa elctrica. 8. Caractersticas de los lquidos.Las mas importantes son las siguientes:1.-Incompresibilidad: un fluido es incompresible ya quemantiene el mismo volumen en todo momento, aun cuandosea sometido a cualquier esfuerzo ( excepto los gases).Por ejemplo: al empujar un fluido confinado en un recipientecon una de sus paredes mviles, se le somete al esfuerzo deresponder a la fuerza que lo empuja a la pared contraria.Fuerza 9. Una aplicacin de esta propiedad, es el sistema de frenosdel automvil; el cual tiene unos tubos de alta resistenciapara soportar el empuje ( fuerza) necesarios para detener elvehculo.2.-Viscosidad: es la propiedad que tienen los fluidos deoponer resistencia al deslizamiento o a fluir.Una aplicacin de esta propiedad, es en la fabricacin deaceite para motor, para evitar el contacto directo entre laspartes mviles del motor. 10. 3.-Tension superficial: es la cantidad de energa necesariapara disminuir su superficie por unidad de rea.Ejemplos de estos son cuando se posa un insecto sobre lasuperficie del agua y se observa que no se hunde.4.-Capilaridad: es una propiedad de los lquidos quedepende de su tensin superficial, que le confiere lapropiedad de subir o bajar por un tubo.5.-Cohesion.- fuerza de atraccin entre partculas de lamisma clase.6.-Adhesion.- atraccin mutua entre superficies de doscuerpos en contacto. 11. Caractersticas de los gases.1.-Expansion: no tiene forma ni volumen definido, adquiere laforma del recipiente y el volumen del recipiente que loscontiene.2.-Presion: define el sentido de flujo de la masa gaseosa amenos que una causa lo impida.3.-Densidad: es la relacin que existe entre la masa y elvolumen del gas.4.-No tiene color5.-No tiene sabor 12. 6.-Difusion: cuando 2 gases entran en contacto se mezclan hasta quedar uniformemente repartidos de uno en otro, esto es posible por el gran espacio que existe entre sus partculasTrabajo que se va a elaborar para evaluar la actividadnumero 1 :De los siguientes personajes van a investigar lascontribuciones que hicieron a la hidrulica, en cuanto aexperimentos y procedimientos matemticos para lograr suobjetivo y as mismo el marco histrico que les toco vivir:1.-Arquimedes2.-Evangelista Torricelli3.-Blaise Pascal 13. 4.-Robert Boyle5.-Isaac Newton6.-Daniel Bernoulli7.-J. D. Van der Waals8.-Ludwig BoltzmanTrabajo hecho a mano. 14. Ejemplos de problemas sobre viscosidad.N=FXHFormulaVXAEn donde:N=Coeficiente de viscosidad ( Pascal por segundo) (Pas)F= Fuerza (Newton) (N)A= rea (m)V= Velocidad ( m/s)H= Distancia o altura ( metros) (m) 15. 1.-Un lago presenta un desprendimiento de la placa de hieloque tiene en su superficie. El rea de la capa desprendida esde aproximadamente 12.5 m. En cierto momento, una rfagade viento golpea la placa, de forma que le aplica una fuerzade 0.028 N. La distancia entre la placa de hielo y el fondo dellago es de 4 metros, a 2 metros de profundidad la rapidez delagua es de 2.5 m/s.Determine la viscosidad del agua, considerando que bajo laplaca de hielo el agua se encuentra a 0 C.Datos Formula SustitucinA= 12.5 mF= 0.028 NN= F X HN = (0.028 N)(4 m)H= 4 mVXA(5 m/s)(12.5 m)V= 5 m/sN= ? Resultado N = 1.792 X 10 Pas 16. NOTA:1 Pas = 1 N sm2.-Un rio se encuentra a 20 C y tiene una profundidad de60metros. En su superficie se encuentra un barco que tieneunrea de 450 m. El barco es impulsadopor elviento, aplicndole una fuerza de 1.5 N . Determinelavelocidad del agua.DatosN = 1 X 10 Pa s se saca de la tabla de viscosidadesH= 60 mA = 450 mF = 1.5 NV =? 17. Formula Comoel problemapreguntalavelocidad, tenemos que despejarlaN=FXHVXAV=FXHY se sustituyen los datosNXAV= ( 1.5 N)( 60 N) (1 X 10 Pas)(450 m )Y da como resultadoV = 200 m/s 18. Ejemplos de tensin superficialTS = FFormula2LEn donde:TS = tensin superficial (N/m)F = fuerza necesaria para romper la tensin superficial (N)L = permetro de contacto ( m)3.-Un mosquito coloca sus patas en la superficie del aguacontenida en un recipiente, el permetro total de las patasque esta en contacto con el agua es de 1.5 cm y la tensinsuperficial del agua es de 0.0742 N/ m.Cul es la masa del mosquito, si este flota sobre lasuperficie? 19. DatosSi nos fijamos bien, en la formula noL = 1.5 cm = 0.015 m viene la variable masa, pero nosTS = 0.0742 N /m acordamos de lo que vimos en fsica 1Masa (m) = ?g = 9.81 m/sPESO (W) = FUERZA (F)W = m x g, donde m es la masa y ges la gravedadF=mxgFormulaTS = m x g Y se despeja la mTS = F2L2Lm = 2 x L x TS Y se sustituye g 20. m = (2)(0.015)(0.0742)(9.81)Y da como resultadom = 2.269 x 10 Kg4.-Una aguja se coloca horizontalmente en la superficie delagua contenida en un recipiente. La tensin superficial delagua es de 0.0850 N/m. La masa de la aguja es de 1.5 x 10 Kg. Determine el permetro de contacto. 21. DatosFormulaTS = 0.0850 N /mm = 1.5 x 10 KgTS = FY como F = W = mgL =? 2lg = 9.81 m/sTS = mg Y se despeja la L que 2Les el permetro de contacto.L=m gY se sustituyen los datos2 TSL = (1.5 x 10)(9.81) (2)(0.0850 N/m)L = 0.086 m 22. Densidad : es la relacin de la masa entre el volumen ( Kg/mo grs/cm) D= mEn donde :vm = masa (Kg) D = densidad ( Kg/m) V = volumen (m)La densidad se obtendr de la tabla 2 en caso de necesitarla.Ejemplos de problemas sobre la densidad. 23. 5.-De que es un anillo de metal puro, cuya masa es 29gramos y su volumen es 1.5 cm?Datos Para poder saber que material es tenemosm = 29 grsque saber su densidad para despusv = 1.5 cm poder buscarla en la tabla 2 y localizar aQu material es? que material pertenece.D= mSe sustituyen datos vD = ( 29 grs) D = 19.33 grs/cm(1.5 cm) Este valor se busca en la tabla 2, y corresponde al oro 24. Peso especifico: es la relacin que existe entre el peso delcuerpo y el volumen que ocupa. PE = P En donde:V PE = Peso especifico ( N /m)P = Peso (N) ( m g)V = Volumen (m)En donde:PE = D gPE = Peso especifico ( N /m)D = Densidad ( Kg/m)g = Gravedad ( 9.81 m/s)El peso especifico viene en la tabla 3, y en cuanto a lasformulas se van a utilizar de acuerdo a los datos que setengan. 25. Ejemplos de problemas sobre peso especifico.6.-Un objeto tiene una masa de 1950 kg.a).-Cul es el peso del objeto?b).-Si el volumen que ocupa es de 0.25 m Cul es su PE?c).-De que sustancia esta hecha el objeto?Datos a).-P =?m = 1950 kgv = 0.25 m P=(m)(g)P= ( 1950 kg)( 9.81 m/s)g = 9.81 m/sP = 19129.5 N 26. b).- PE = ? PE = P PE = ( 19129.5 N)V(0.25 m) PE = 76518 N/mc).- Qu sustancia es?El peso especifico que encontramos en el inciso b lobuscamos en la tabla 3, y buscamos el valor mas aproximado( sin pasarse) Esta hecho de hierro ( 76440) 27. 7.-Un objeto tiene una masa de 78.5 kg y un volumen de 0.45m.a).-Cul es su densidad?b).-Cul es se PE?Datos a).-D =?m = 78.5 kgv = 0.45 mD= m D = ( 78.5 Kg)v(0.45 m) D = 174.44 Kg/mb).- PE =? PE = D gPE = ( 174.44 Kg/m)( 9.81 m/s)PE = 1711.25 N/m 28. Problemas a resolver de la actividad 2 parte 1Estos problemas corresponden desde el tema de viscosidadhasta peso especifico.1.-El aire a 20 C, empuja una hoja de rbol de 0.1 m de rea.Si la hoja se encuentra a 4 m de altura y la hoja adquiere unavelocidad de 15 m/s.Determine la fuerza con la cual es empujada la hoja.2.-Suponga que se pone un pedazo de madera en un rio deaceite SAE 10 a 30 C. La fuerza con la cual se empuja a lamadera es de 0.5 N. La madera se encuentra a 3 m del fondodel estanque donde se encuentra el aceite. La velocidad a 1.5m de la superficie es de 1 m/s.Determine el rea del pedazo de madera. 29. 3.-Se tiene un estanque que tiene glicerina a 20 C. En susuperficie se encuentra un cubo de plstico de 0.0025 m derea; es empujado con una fuerza de 0.08 N. La glicerina tieneuna velocidad promedio de 3 m/s en el fondo del estanque.Determine la distancia a la cual se encuentra el cubo.4.-Una hoja de cuaderno tiene un permetro de 0.46 m y pesa0.003 Kg; es colocada sobre la superficie de agua contenidaen una alberca.Determine la tensin superficial que provoca sobre el agua.5.-Una pieza de metal puro tiene una masa de 762 grs y unvolumen de 8 cm Qu metal es? 30. 6.-Una tuerca de hierro tiene un volumen de 3 cm Cul essu masa?7.-Cul es la masa de 10 cm de mercurio?8.-La pieza metlica de una maquinaria tiene una masa de540 Kg y un volumen de 0.2 m. Calcule :a).-La densidad de la piezab).-El peso especificoc).-Cul es el metal del cual esta hecho la pieza?9.-Un recipiente contiene un fluido cuyo volumen es de 0.125m y una masa de 100 Kg. Determine:a).-Su densidadb).-Su peso especificoc).-Qu sustancia es? 31. 10.-Un cuerpo tiene una masa de 723 Kg y un volumen de0.56 m. Determine:a).-La densidad del cuerpob).-Su peso especifico 32. Tipos de presiones.Presin: es la fuerza aplicada sobre unidad de rea.P= F AEn donde:P es la presin ( Pascal) F es la fuerza (N) A es el rea ( m) 1 Pascal (Pa) = 1 N m 33. Presin hidrosttica: es la fuerza ejercida por un fluido enreposo sobre una superficie. PH = D H gEn donde: PH es la presin hidrosttica ( Pascal) H es la altura ( metros) g es la gravedad ( 9.81 m/s)Presin atmosfrica: es la presin que ejerce la atmosferasobre todos los cuerpos sumergidos en ella.Presin absoluta: es la sumatoria de la presin atmosfrica yde presin hidrosttica.Pab = Patm + PH 34. Ejercicios de tipos de presiones.8.-Cul es la presin del agua sobre una persona que buceaen una alberca a una profundidad de 3 metros?Datos FormulaPH =?H=3mPH = D H gg = 9.81 m/sD = 1030 Kg/mY se sustituyen los datos.PH = (1030)(3)(9.81) PH = 30312.9 Pa 35. 9.-El fondo de un tubo vertical que contiene mercurio soportauna presin de 101300 N /m Cul es la altura que alcanzael Hg ( mercurio) desde el fondo del tubo?Datos Tenemos que despejar H de la formulaPH = 101300 Papara despus sustituir.D = 13600 Kg/mg = 9.81 m/s PH = D H gH =?H = PHH=(101300)Dg(13600)(9.81)H = 0.759 m 36. 10.-Haga los clculos correspondientes para completar lasiguiente tabla.Punto Densidad Gravedad Altura PH PatmPabKg/m m/s m N/m N/mA 1000 9.81 0 1 X 10B 10009.81 10 1 X 10C 10009.81 20 1 X 10D 10009.81 30 1 X 10 37. Clculos para el punto APH = D H g PH = ( 1000)(0)(9.81) PH = 0 N/m Pab = PH + Patm Pab = 0 + 1 x10 Pab = 1 x 10 N/m Y para todos los dems puntos se hace lo mismo con los valores indicados en la tabla. 38. 11.-Determine la presin que ejerce una fuerza de 500 N sobreun rea de impresin de 4 m.DatosComo pregunta solo la presin, es la primeraP =? formula que tenemos sobre presin.F = 500 NA = 4 m P= F Y se sustituyen los datos.A P = ( 500 N) P = 125 N/m ( 4 m) 39. Principio de PascalDefinicin: Toda presin que se ejerce sobre un liquidoencerrado en un recipiente se transmite con la mismaintensidad a todos los puntos del liquido. F1 = F2 Donde: A1 A2 F1 es la fuerza de entrada (N) A1 es el rea de entrada (m o cm) F2 es la fuerza de salida (N) A2 es el rea de salida (m o cm) 40. La anterior figura representa el principio de Pascal. 41. Ejemplo del principio de Pascal.12.-El embolo menor de una prensa hidrulica mide 20 cm yel embolo mayor 50 cm de rea. Qu fuerza se obtendr enel embolo mayor si se coloca en el embolo menor un cuerpocuya masa es de 15 kg?DatosTenemos que checar las unidades que debenA1 = 20 cmtener las variables de la formula.A2 = 50 cmF2 = ?m2 = 15 kg Las reas tienen que estar en m o cm ; y si cumplen con esas unidades. Las fuerzas tienen que estar en Newton. 42. Tenemos que calcular la F2 que es la que pregunta elproblema. Y tenemos como dato la masa 1, que nos sirve paracalcular F1; nos tenemos que acordar que en Fsica 1 vimosque la fuerza es igual al peso. F1 = W1 W1 =m1 x gW1 = (15 Kg)(9.81 m/s) W1 = 147.15 N F1 = 147.15 NY ya que tenemos todo aplicamos la formula del principio depascal y despejamos lo que nos pide. 43. F1 =F2A1A2 F2 = (A2)(F1)(A1)F2 = (50 cm)(147.15 N) ( 20 cm) F2 = 368.62 N 44. Principio de Arqumedes.Definicin: Un objeto que esta completo o parcialmentesumergido en un fluido experimenta una fuerza de abajo haciaarriba (empuje) igual al peso del fluido desalojado. 45. E = (D)(V)(g)Donde:E es el empuje (N)D es la densidad ( Kg/m)V es el volumen ( m)g es la gravedad ( 9.81 m/s)Ejemplo de principio de Arqumedes.13.-Un cuerpo tiene un volumen de 1.3 x 10 m. Calcule elempuje que recibe cuando se hunde totalmente en alcohol.Datos Como nos da el fluido (alcohol) buscamosV = 1.3 x 10 m su densidad en la tabla 1.E =?Alcohol D alcohol = 790 kg/mg = 9.81 m/s 46. E = (D)(V)(g)Se sustituyen los datos.E= ( 790 Kg/m)( 1.3 x 10)( 9.81 m/s)E = 1.007 N 47. Problemas a resolver de la actividad 2 parte 2Desde tipos de presiones hasta principio de Arqumedes.11.-Calcula la densidad de un liquido que llega a una alturade 3.5 m en el interior de un tanque y en cuyo fondo ejerceuna presin de 31556 N/m.12.-Una persona de 589 N de peso esta de pie. Calcule:a).-Descalza tiene un rea total de apoyo de 0.016 m Qupresin ejerce sobre el piso?b).-Si usa zapatos para nieve el rea de apoyo es de 0.065 mCul es la presin sobre el suelo?13.-Un trozo de metal que tiene un volumen de 3.3 x 10 msumergido en petrleo Qu empuje recibe? 48. 14.-Haga los...</p>