PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje , ρ_f es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa.

FUERZA DE FLOTACION

se trata con el principio fundamental de Arquímedes. Cuando un cuerpo se sumerge total o parcialmente en un fluido, una cierta porción del fluido es desplazado. Teniendo en cuenta la presión que el fluido ejerce sobre el cuerpo, se infiere que el efecto neto de las fuerzas de presión es una fuerza resultante apuntando verticalmente hacia arriba, la cual tiende,en forma parcial, a neutralizar a la fuerza de gravedad, también vertical, pero apuntando hacia abajo.

EJEMPLO:

La fuerza que ejerce el agua sobre el casco de un barco.

La fuerza que ejerce cualquier líquido sobre un corcho que esté flotando en su superficie.


La fuerza que ejerce el agua sobre nuestro cuerpo cuando nos sumergimos en la pileta (piscina, natatorio) que hace que si hacemos pie, el peso aparente que ejercemos sobre el fondo de ella sea bastante menor que si no hubiese agua.

 

PRESION HIDROSTATICA

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies.

 Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del SI,

• es la presión hidrostática (en pascales);
• es la densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico);
• es la aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado);
• es la altura del fluido (en metros). Un liquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
• es la presión atmosférica

HIDROSTATICA

La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes la hidrostática estudia fluidos en reposo tales como:
 gases y líquidos.(fluido inmovil) p=f/a.

 sabiendo que:
 p=presion.
 f=fuerza.
 a=area.

MOMENTUM ANGULAR

El momento angular o momento cinético es una magnitud física importante en todas las teorías físicas de la mecánica, desde la mecánica clásica a la mecánica cuántica, pasando por la mecánica relativista. Su importancia en todas ellas se debe a que está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físicos. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida que el sistema evoluciona, lo cual da lugar a una ley de conservación conocida como ley de conservación del momento angular.

 El momento angular se mide en el:
 SI en kg·m²/s.

COLICIONES

En una colisión intervienen dos objetos que se ejercen fuerzas mutuamente. Cuando los objetos están muy cercanos o entran en contacto, interaccionan fuertemente durante un breve intervalo de tiempo. La fuerzas de éste tipo reciben el nombre de fuerzas impulsivas y se caracteriza por su acción muy intensa y su brevedad. Un caso de este tipo de interacción.

EJEMPLO: es la colisión de dos carros que lleven montados parachoques magnéticos. Estos interactúan incluso sin llegar a tocarse, es lo que se considera colisión sin contacto.

Según la segunda ley de Newton la fuerza es igual a la variación del momento lineal con respecto al tiempo. Si la fuerza resultante es cero, el momento lineal constante. Ésta es una ley general de la Física y se cumplirá ya sea el choque elástico o inelástico. En el caso de un choque:

Esto supone, en el caso especial del choque, que el momento lineal antes de la interacción será igual al momento lineal posterior al choque.

LEY DE CONSERVACION DEL MOMENTUM

Cuando un cuerpo está en reposo resulta relativamente sencillo asociar su inercia, es decir, la resistencia al cambio de estado de reposo, solamente a la masa. En efecto, es la masa la magnitud que nos indica en gran medida la magnitud de la fuerza que debemos aplicar para sacara  aun cuerpo en reposo. Sin embargo, cuando un cuerpo está en movimiento, esta resistencia a cambiar de estado de movimiento, aumentando, disminuyendo o cambiando la dirección de la velocidad, dependerá no sólo de la masa sino que además de la velocidad con que se mueve el cuerpo.

PRINCIPIO DE PASCAL: IMAGENES

PRINCIPIO DE PASCAL:EJEMPLO

se aplica en los frenos del coche,donde con la fuerza del pedal de freno aplicada en un piston pequeño,se amplifica en un pistón mayor para hacer una fierza suficiente en las palancas o cables que activan las pastillas de freno del coche.

A- Cálculo de presión

 

1.- Calcula la presión sobre cada una de las caras de un ladrillo sabiendo que el

peso total es de 20 newton y sus dimensiones son 20cm, 10cm y 8 cm

 

Solución:

 

Área de la cara a:

 

A = 20 . l0 = 200cm2 = 2 10-2 m2

P = F / S = 20 N = l.000 Pa

2·10-2 m2

Área de la cara b:

 

2

A =20 . 8 =160cm2 = l,6·l0-2 m2

P= F/S =

20N= l.250Pa

1,6·l0-2 m2

Área de la cara c:

 

A= 10.8 = 80cm2 = 8· 10-3 m2

P = F / S = 20N = 2.500 Pa

8·10-3 m2

PRINCIPIO DE PASCAL

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prácticamente constante, de modo que de acuerdo con la ecuación:



Donde:

,  presión total a la profundidad.

,  presión sobre la superficie libre del fluido.

,  densidad del fluido.

,  aceleración de la gravedad.

,  Altura, medida en Metros.

 

MOMENTUM LINEAL

El momentum lineal es otra forma de decir "cantidad de movimiento" como decía Newton.
También se puede decir momento "a secas" ya que se entiende y se diferencia del momento angular.
Esto es

p = m · v

Donde m es la masa del cuerpo y v su velocidad.
Es importante agregar en vista al concepto, que el momentum o simplemente momento, es una magnitud que se conserva, al igual que pasa con la energía.
Quiere decir que si tenemos un sistema de cuerpos o partículas, el momento antes del choque debe ser igual al momento después del choque (Teorema de conservación de la cantidad de movimiento)
Si ponemos con "prima" lo que pasa después del choque

p = p´

Para resolver los problemas puedes plantearlo como

m · v = m´ · v´

Si son varios cuerpos o partículas es útil poner

m1 · v1 + m2 · v2 +.... = m´1 · v´1 + m´2 · v´2 +....

Si no hay intercambio de masa, solo cambian las velocidades, entonces

m1 · v1 + m2 · v2 +.... = m1 · v´1 + m2 · v´2 +....