Hidráulica.

Estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento considerando para ello la velocidad, la atracción. el flujo y/o el gasto.
Cuando un líquido fluye atravez de una tubería es muy común hablar de su gasto que por definicion es la relación existente entre el volumen del líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir. Matemáticamente lo representamos de la siguiente manera.

G = v/t      El gasto también se puede calcular si se conoce la velocidad del liquido y área  de la sección.

Donde
G= gasto (m3/seg)
v= volumen (m3)
t= tiempo (seg)

Matemáticamente se representa:

G= A.V

Donde:
G= gasto (m3/seg)
A= velocidad del liquido (m2)
V= velocidad del líquido (m/seg)

2 Son potencias. 

Principios de Pascal

Toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del liquido y las pareces que lo contienen, para demostrar este principio, Pascal invento un dispositivo al cual se le llama " jeringa de Pascal", la que podemos observar en la siguiente figura.

Al aplicar una presión en el embolo de la jeringa como se observa en la figura, dicha presión se transmite íntegramente en todos los puntos de la esfera y la cantidad de liquido que sale por los orificios es la misma en cada uno de ellos.

Con base al principio de pascal se tiene los siguientes inventos :

La presa hidráulica

Los gatos hidráulicos

Frenos  hidráulicos

Prensas que comprimen algodón o tabaco.

Presa hidráulica.

Es un dispositivo hidráulico que funciona basándose en el Principio de Pascal, y esta formado por dos embolas uno llamado, embolo mayor y el otro embolo menor, la presión que se aplica en el embolo menor es la misma que se obtiene en el embolo mayor.

Este dispositivo se utiliza para elevar grandes pesos, particularmente para autos. Ya que esta se utiliza en las estaciones de servicio de lavado y engrasado como podemos observar en la sig. figura.

Para resolver problemas de presión hidráulica tenemos dos formas

1-     F/A = f/a                                   2-    F/ R2 = f/r2

nota : 2 Es potencia  

Donde:

F= fuerza del embolo mayor ( No Dinas)
A= Área de Embolo mayor (m2 ocm2)
f= fuerza del Embolo menor (No dinas)
a= Área del embolo menor (m2ocm2)
R= radio del embolo mayor(m2ocm2)
r= radio del embolo menor (m2ocm2)

Principio de Arquimides

Arquimides fue un gran Fisico y matematico griego, entre sus inventos mas importantes tenemos las siguientes:

a) el número pi. (3.1416)
b) La ley de las palancas (Dadme una palanca y un punto de apoyo y moveré al mundo)
c) El espiral de Arquimides (primera bomba que uso el hombre para extraer agua de pozos profundos)
d) Sistema de poleas para jalar objetos muy pesados (barcos)
e) Sistema de espejos (para amplificar la luz solar e incendiar embarcaciones)

Este principio dice que todo  cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendente igual al peso del fluido desalojado.
Para que un cuerpo flote en cualquier fluido si densidad promedio debe ser menor a la del fluido.
El empuje que recibe un cuerpo sumergido en un líquido se determina multiplicando el peso especifico por el promedio.

Hidrostàtica y presión

Tiene por objeto estudiar a los fluidos en reposo. el termino fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes.

Presión

Se define como el cociente que se obtiene al dividir una fuerza aplicada y el área sobre el cual actúa.

De acuerdo a la formula anterior, la presión puede aumentar y dos razones por las que puede disminuir.

Razones por las que puede aumentar.

1- Cuando la fuerza aplicada aumenta

2- Cuando disminuye el área donde se aplica la fuerza.

Razones por las que puede disminuir

1- Cuando disminuye la fuerza aplicada

2- Cuando aumenta el área donde se aplica la fuerza 

Existen otros tipos de presión

1- Presión atmosférica
2- Presión hidrostàtica
3- Presión manométrica
4- Presión absoluta


Presión atmosférica.

Es la presión que ejerce el aire, es decir, la atmósfera sobre todos los cuerpos que están en contacto con dicho aire o atmósfera.

El científico que realizo experimentos para medir la presión atmosférica al nivel del mar fue el físico matematico TORRICELLI  encontrando el nivel del mar, la presión atmosférica, equivale a 760mm de hg Mercurio. Es decir una atmósfera  o ...

Presión manométrica 

Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento que se define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.

Presión Absoluta

Que soporta un liquido o fluido encerado, es ugual a la suma de las presiones manométrica y atmosférica.

Presión Hidrostática  

Es aquella que origina todo liquido sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene, se debe a la fuerza, el peso de las moléculas, ejerce sobre un área determinada, es decir, es la presión que ejercen los líquidos sobre cualquier cuerpo que se encuentra sumergido en dicho liquido.

Al aumentar la profundidad del liquido, aumenta la presión hidrostática ya que son directamente proporcionales y se puede calcular multiplicando el peso especifico del liquido por la altura que hay desde la superficie libre de líquido, hasta el punto considerado.

Y lo representamos

Conceptos (Física)

Flotación
Es la característica o cualidad de un objeto o cuerpo para mantenerse sobre un fluido, o liquido, o en el aire.

Cantidades directamente proporcionales.

Dos cantidades son directamente  proporcionales cuando una de ellas aumenta y la otra también aumenta y viceversa.

Cantidades inversamente proporcionales.

Dos cantidades son inversamente proporcionales cuando una de ellas aumenta la otra disminuye y viceversa.

Fuerza

En física lo entendemos como la acción (jalón o empujón) que actúa sobre un cuerpo para ponerlo en movimiento si es que esta en reposo o para cambiar su movimiento si es que esta moviendo, inclusive para ponerlo en reposo. Cuando la fuerza neta que actúa en un cuerpo es diferente de 0 se dice que se tiene un movimiento forzado.

fuerza neta

Es la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Densidad

La densidad de una sustancia expresa la masa contenida en la unidad de volumen y la representamos :

Peso especifico.

Se calcula o determina dividiendo el peso entre el volumen.

Sabemos que P= mg  entonces   Pe =  mg/v   pero d=m /v     Entonces también  Pe= dg    d=  Pe/g

Leyes de Newton 1,2,3

1- Ley de la inercia.
Esta ley nos dice que todo cuerpo en movimiento permanecerá en reposo o en movimiento con velocidad constante, mientras no aparezca una fuerza externa no balanceada que modifique dicho estado.

2- Ley de la masa y aceleración.
Esta ley nos dice que una fuerza actuando sobre un cuerpo, le produce a este una aceleración tal que el producto de la masa por la aceleración es igual a la fuerza aplicada, también, una fuerza aplicada a un cuerpo que  comunica a este una aceleración que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.

Pero como Vf - Vi / t = a  entonces también  F=ma  

                        

3- Ley Acción  y reacción.
Cuando nos paramos en el piso, ejercemos sobre este, una fuerza hacia abajo, pero al mismo tiempo el piso ejerce una fuerza hacia arriba, bajo nuestro cuerpo, la magnitud de ambas fuerzas es la misma pero actúan en sentido contrario, la fuerza ejercida por nuestro cuerpo se denomina "acción" y la ejercida por el piso se denomina "reacción", entonces podemos decir que la tercera ley de Newton nos dice que a toda acción corresponde una reacción pero en sentido contrario.

Masa

Es la cantidad de materia que contiene un cuerpo y se trata de una magnitud escalar. Sus unidades en  el S.I  ( sistema internacional de unidades) son los kilogramos.

Peso: es la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre cualquier cuerpo hasta su superficie. Se trata de una magnitud vectorial. Sus unidades en el S.I son los Newtons o su equivalente...

Matemáticamente es el producto que se obtiene al multiplicar la masa de un cuerpo por el valor de la aceleración de la gravedad y lo representamos de la siguiente manera.