RESUMEN FISICA

Contenido

PROPIEDADES MECANICAS DE LA MATERIA 2

Propiedades mecánicas de la materia 3

Ley de Hooke 3

Modulo de Young 4

PRESIÓN 5

Presión Hidrostática 5

Presión Atmosférica 5

Presión Absoluta 6

Presión Manométrica 6

PRINCIPIO DE PASCAL 6

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES 7

HIDRODINÁMICA 8

Gasto 8

Ecuación de continuidad 9

PRINCIPIO DE BERNOULLI 10

Sustentación. Teorías de Bernoulli y de Newton 12

Teorema de Torricelli 12

PROPIEDADES MECANICAS DE LA MATERIA

Materia: todo lo que ocupa un lugar en el espacio.

PROPIEDADES GENERALES Y BÁSICAS DE LA MATERIA

Masa: es una Magnitud Física que nos permite expresar cual es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.

Volúmen: es la Magnitud Física que nos indica cuál es la cantidad de espacio que está ocupando un cuerpo.

Peso: es cuando se mide la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo.

Existen características que nos permiten diferenciar los distintos tipos de materia que nos ayudan a caracterizar o identificar las distintas sustancias. Estas características nos permiten reconocer una sustancia y diferenciarlas de las demás. Son muy conocidas por nosotros y entre ellas están:

Dureza: es una propiedad que un material de resistir la penetración a su interior., el rayado de su superficie y corte.

Color: es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar las señales nerviosas que se envían al estar observando un objeto.

Densidad: es utilizada para poder calcular la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

Sabor: es un atributo que distingue a un alimento u otra sustancia. Es percibido por medio del sentido del gusto.

Conductividad: Es una propiedad que tiene un cuerpo de permitir el paso de la energía eléctrica a través de él y a su ves conducirla.

Solubilidad: es una medida de la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra que es regularmente líquida.

Punto de Fusión: es la temperatura a la cual la materia pasa de estado sólido a estado líquido.

Olor: Es una sensación que resulta al estimular por medio del aroma de un objeto o alimento sistema del olfato.

Punto de ebullición: es la temperatura a la cual una materia pasa de estado

Propiedades mecánicas de la materia

Son aquellas que describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas.

Tenacidad: Es una propiedad que tienen los materiales de soportar sin deformarse ni romperse, todos esfuerzos bruscos que se les apliquen.

Elasticidad: capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando ya no se aplica el esfuerzo que estaba provocando su deformación.

Dureza: Es la resistencia que un material opone a la penetración

Fragilidad: se dice que un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque.

Plasticidad: Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la acción de una presión o fuerza exterior, sin que se rompa rotura.

Ductibilidad: la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos.

Maleabilidad: posibilidad de transformar algunos metales en láminas delgadas.

Ley de Hooke

Si a un resorte del bungee le colgamos un peso sin que oscilen, observaras que se estiran y al quitar el peso regresan a su longitud original, a esta propiedad se le conoce como elasticidad. Si le agregamos el doble de peso el estiramiento también será el doble.

La cantidad de estiramiento es directamente proporcional a la fuerza aplicada

Se expresa:

F=kx

Donde:

F es la fuerza aplicada

k es la constante de proporcionalidad en N/m

x es el alargamiento o deformación, en metros

A los materiales que recobran su forma original después de un entrenamiento se les llama elástico y cuando esto sucede se les llama inelásticos. Ejemplo de materiales inelásticos son la plastilina y arcilla. Sin embargo, si a un resorte se le siguiera añadiendo masa, llegaría un momento en que no recobraría su longitud original. A ese punto donde la deformación es permanente se le llama límite elástico.

La ley de hooke se cumple sólo cuando la fuerza que se aplica no excede el límite elástico.

Modulo de Young

Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza externa que tiende a cambiar su forma o tamaño, el cuerpo se resiste a esa fuerza.

La resistencia interna del cuerpo se conoce como esfuerzo y equivale a l cantidad de fuerza que se soporta por cantidad de área; su ecuación es la siguiente:

σ=F/a

El esfuerzo se mide en newtons por metro cuadrado formando la unidad llamada pascal (Pa)

Si colocas un borrador de madera para pizarrón entre las palmas de tus manos y lo presionas un momento, estás haciendo un esfuerzo que se denomina de compresión. Aquí las fuerzas son iguales y opuestas y se acercan entre sí.

Cuando las fuerzas son iguales y opuestas pero se separan entre sí, representan un esfuerzo de tensión.

Cuando un material se dobla fácilmente sin romperse decimos que es flexible. Por ejemplo, una regla de plástico, si doblamos, el lado interno está a compresión y el externo está en tensión.

El otro tipo de esfuerzo es el cortante y se presenta cuando fuerzas iguales y opuestas no tienen la misma línea de acción.

En todos los casos, para la acción de un esfuerzo existe una reacción, es decir, un efecto que en este caso es la deformación; por tanto:

Deformación es el cambio relativo en las dimensiones o en la forma de un cuerpo después de aplicarle un esfuerzo.

La deformación unitaria se da tanto en tensión como en compresión; es decir, el cuerpo sometido a un esfuerzo puede alargarse ( por tensión) o cortarse (por compresión), por lo que la deformación unitaria se determina con la misma fórmula en ambos casos

δ=∆l/l

Donde:

∆l es la variación de longitud, en m

l es la longitud original, en m

δ es la deformación unitaria, adimensional

A la relación entre esfuerzo longitudinal y deformación longitudinal, se define como un módulo de Young y se expresa de la siguiente manera:

Y=Fl/a∆l

La unidades del módulo de Young son las mismas que de esfuerzo: pascales

PRESIÓN

A la relación entre la fuerza del objeto sobre una determinada área se le conoce como presión.

P=F/a

Donde:

F es la fuerza, en newtons (N)

a es el área, en m²

P es la presión, en pascales (Pa)

La presión es la cantidad de fuerza que se ejerce sobre determinada área

Presión Hidrostática

En los líquidos la presión está dad por la fuerza (en este caso el peso) que ejerce la columna de un líquido sobre el área (a) del fondo donde está situada y donde además el peso (P) de la columna es proporcional a la densidad (ρ) del líquido, por lo que ahora la presión ahora la presión para un líquido, llamada presión hidrostática.

Ph=ρgh

Donde:

ρ es la densidad del líquido, en

g es la aceleración de la gravedad, 9.8 m⁄s²

h es la altura de la superficie libre al punto que se esté considerando, en m

Ph es la presión hidrostática, en Pa

Presión Atmosférica

Cuando un buzo desciende a una profundidad en el mar, además de la presión hidrostática está soportando la presión atmosférica. Sabemos que la Tierra está envuelta por una capa llamada atmósfera compuesta por gases ( aire) que no escapan por la acción de la gravedad y alcanza 640 km. La atmósfera ejerce una presión sobre los cuerpos inmersos en ella.

Equivalencias

1 ATMOSFERA CENTRIMETROS PASCALES Y KILOPASCALES LIBRAS POR PULGADA CUADRADA

1 atm 76 cm de Hg 101 300 Pa

101.3 kPa 14.6lb/in²

Presión Absoluta

En cuanto a fluidos contenidos en un recipiente cerrado como una olla de presión, además de la presión atmosférica pueden recibir presión originada por su calentamiento. Estas última presión se denomina manométrica y sumada a la atmósfera se considera presión absoluta.

Pabs = Pmanométrica +Patm

Donde:

Pmanométrica es la presión manométrica en pascales

Patm es la presión atmosférica, en Pa

Pabs es la presión absoluta, en Pa

Presión Manométrica

Se llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica.

Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica. Las presiones por debajo de la atmosférica reciben el nombre de presiones de vacío y se miden con medidores de vacío (o vacuómetros) que indican la diferencia entre la presión atmosférica y la presión absoluta.

Pman=Pabs-Patm (para presiones superiores a la patm)

Pvac=Patm-Pabs, (para presiones inferiores a la patm)

Donde:

= Presión manométrica

= Presión de vacío

= Presión absoluta

= Presión

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