Título:

Conceptos de física

Nombre de la escuela:

Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicio 243.

Nombre del alumno:

Yeimi Fabiola Escalante Roblero.

Nombre de la materia:

Física II

Tema del trabajo:

Investigación de los siguientes conceptos:

Densidad

Peso especifico

Empuje

Presión

Hidrostática

Nombre del facilitador de la materia:

Ing. Maugro Joseim Gómez Roblero.

Fecha de entrega:

18/septiembre/2015.

Motozintla de Mendoza, Chiapas.

ÍNDICE

Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………..1

Desarrollo del tema……………………………………………………………………………………………………………….2

Densidad……………………………….……………………………………………………………………………………………2-3

Peso específico……………………………………………………………………………………………………………………4-5

Empuje…………………………………………………………………………………………………………………..………….6-7

Presión……………………………………………………………………………………………………………………………..8-10

Hidrostática……………………………………………………………………………………………………………………11-13

Conclusión………………………………………………………………………………………………………………………14-15

Referencias consultadas……………………………………………………………………………………………………….16

OBJETIVOS

Objetivo General:

Realizare una investigación de los siguientes conceptos en física: densidad, peso

específico, empuje, presión e hidrostática; por medio de las investigaciones en

páginas de internet, con base a ello poder obtener un buen aprendizaje.

Objetivos específicos:

Investigar en páginas de internet.

Obtener la mejor información

Realizar un documento de investigación de acuerdo a un orden.

Tener un buen aprendizaje de acuerdo a los temas de investigación.

NTRODUCCION

En el transcurso de este trabajo que a continuación realizare será con la finalidad de

investigar los siguientes conceptos: densidad, peso específico, empuje, presión, e

hidrostática. Con base a ello obtendré una buena información, mencionando los

conceptos fundamentales de cada uno de ellos, para obtener nuevos conocimientos,

y a la vez recopilar información de algunos puntos que son de suma importancia y a

la vez saber la relación que tienen entre sí; así mismo daré a conocer las fórmulas

de cada uno de estos para poder desarrollar ejercicios de acuerdo a cada concepto.

Esto me ayudara a tener nuevos y mejores conocimientos a través de esta

información, que serán de mucha utilidad para aplicarlo en la materia de física y en la

vida diaria, para que de esta manera se pueda facilitar el aprendizaje

CONCEPTOS DE FISICA

1: Densidad.

1.1: Concepto de Densidad:

Su palabra proviene del latín (densĭtas, -ātis). es aquella magnitud escalar que nos

indica la cantidad de masa que tiene un cuerpo por cada unidad de volumen.cada

sustancia ( sólida, liquida o gaseosa) iene su propia densidad. Densidad=

Masa/Volumen

El término densidad proviene del campo de la física y la química, la densidad es la

magnitud que refleja el vínculo que existe entre la masa de un cuerpo y su volumen,

en los que específicamente alude a la relación que existe entre la masa de una

sustancia (o de un cuerpo) y su volumen. Se trata, pues, de una propiedad

intrínseca, ya que no depende de la cantidad de sustancia que se considere. En el

Sistema Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cúbico

(conocido por el símbolo kg/m3) Cúbico. Esta propiedad, que habitualmente se

expresa en kilogramo por metro cúbico (kg/m3) o gramo por centímetro cúbico

(g/cm3), varía en mayor o menor medida en función de la presión y la temperatura, y

también con los cambios de estado. Típicamente, los gases tienen menor densidad

que los líquidos por presentar sus partículas menos cohesionadas, y estos a su vez

menos que los sólidos. Aunque existen excepciones, por lo general al aumentar la

temperatura disminuye la densidad. La densidad, es una de las propiedades más

características de cada sustancia. Se obtiene dividiendo una masa conocida de la

sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando m a la masa, y v al volumen, la

densidad, d, vale: d= m/v. Unidades

1.2: Fórmula para sacar la densidad:

D=m/v, (densidad es igual a masa entre volumen).

1.1-. Ejemplo de densidad:

Que volumen ocupara una masa de 608 grs de aluminio?. ρ = 2,7 grs/cm3

V = masa / ρ

V = 608 grs / 2,7 grs/cm3

V = 225 cm3

2: Peso específico.

2.1: Concepto de peso específico:

Se denomina así a la magnitud física escalar que nos informa el peso que posee una

sustancia.

Peso específico = peso/ volumen

Peso Específico es una terminología que se utiliza en química y física para describir

a aquella relación existente entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia. La

unidad de medida que se utiliza para medir este peso específico más común es

el Newton, Siendo el peso aquella fuerza de atracción sobre las cosas que ejerce

la tierra hacia ella y también el valor de la masa, y el volumen la superficie que ocupa

una sustancia, ente un objeto en una forma geométrica cualquiera. El peso

específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el peso y el

volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es

una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia

ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al

igual que sucede con la densidad.

2.2: Formula de peso específico:

El peso específico es aquel que relaciona el peso de un componente con su

volumen, quedando representado con las siguientes formulas;

ᵧ=w/v

Relación entre el peso y el volumen

ᵧ=mg/v

Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵨ= ᵧ/g

Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵧ=ᵨg

Pe = Peso / volumen, Pe = Peso específico.

Las unidades en las que se mide el peso específico son de N/M3.El peso específico

de una sustancia es el peso de la unidad de volumen.Se obtiene dividiendo un peso

conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa llamando p al peso y v al

volumen, el peso específico, Pc, vale:Pc= p/v

2.3: Ejemplo de peso específico:

Calcula el Peso específico de un cubo de madera de 6 cm de lado que pesa 160

gramos.

El volumen de un cubo como sabemos es lado x lado x lado o lado elevado al cubo.

V = 6 cm x 6 cm x 6 cm = 216 cm³

Pe = 160 grs/216 cm³

Pe = 0.71 grs/cm³

Las unidades de peso específico son unidades de peso divididas por unidades de

volumen. Las más comunes serán grs/cm³ o Kgs/dm³.

3: Empuje.

3.1-.Concepto de empuje:

“Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al

peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo”.

(Arquímedes).

El segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto por el

matemático y filósofo griego Arquímedes. La mayoría de las veces se aplica al

comportamiento de los objetos en agua, y explica por qué los objetos flotan y se

hunden y por qué parecen ser más ligeros en este medio. El concepto clave de este

principio es el „empuje‟, que es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso

aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.

El principio de Arquímedes permite determinar la densidad de un objeto cuya forma

es tan irregular que su volumen no puede medirse directamente. Si el objeto se pesa

primero en el aire y luego en el agua, la diferencia de peso será igual al peso del

volumen de agua desplazado, y este volumen es igual al volumen del objeto, si éste

está totalmente sumergido. Así puede determinarse fácilmente la densidad del

objeto.

Principio de Arquímedes

Al sumergirse parcial o totalmente en un fluido, un objeto es sometido a una fuerza

hacia arriba, o empuje. El empuje es igual al peso del fluido desplazado. Aquí se

ilustra el principio en el caso de un bloque de aluminio y uno de madera.

3.2: Fórmula para calcular el empuje.

E=pgv

Dónde:

E=empuje

r= densidad de la sustancia que provoca el empuje

(kg/m3)

g= aceleración de la

gravedad

v= volumen de la sustancia que recibe el empuje (m3)

Las unidades resultantes son N.

El empuje es una fuerza y todas las fuerzas son medidas en Newton

3.3: Ejemplo de empuje:

Se desea calcular la densidad de una pieza metálica, para ello se pesa en el aire

dando un peso de 19 N y a continuación se pesa sumergida en agua dando un peso

aparente de 17 N. calcula la densidad del metal.

Si en el agua pesa 2 N menos que fuera es que el empuje vale 2 N, utilizando la

fórmula del empuje podemos sacar el volumen sumergido, es decir, el volumen de la

pieza.

E = dagua·Vsumergido·g 2 = 1000 · V · 9,8 V = 2,011 · 10-1 m3

Sabiendo el peso real de la pieza sacamos su masa m = P/g = 19/9,8 = 1,939 kg.

Ya sabemos el volumen de la pieza y su masa, por tanto su densidad será:

d = m/V = 1,939/2,041 · 10-4 = 9499 kg/m

4: Presión

4.1: Concepto de presión

Se define presión como el cociente entre la componente normal de la fuerza sobre

una superficie y el área de dicha superficie.

p=FnS La unidad de medida recibe el nombre de pascal (Pa).

La fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre un cuerpo sumergido en cualquier

punto es perpendicular a la superficie del cuerpo. La presión es una magnitud

escalar y es una característica del punto del fluido en equilibrio, que dependerá

únicamente de sus coordenadas. Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo

deformable, los efectos que provoca dependen no sólo de su intensidad, sino

también de cómo esté repartida sobre la superficie del cuerpo. La presión depende

no sólo de la magnitud de la fuerza, sino de la superficie sobre la cual se ejerce

dicha fuerza.

El cociente entre la intensidad F de la fuerza aplicada perpendicularmente sobre una

superficie dada y el área S de dicha superficie se denomina presión:

La presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce sobre cada unidad de

área de la superficie considerada. Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una

superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una

fuerza dada, mayor será entonces la presión resultante.

4.2: La presión de los fluidos:

En física, la presión (símbolo p) es una magnitud física escalar que mide la fuerza en

dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se

aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se

denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando

uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en

una unidad derivada que se denomina libra por pulgada cuadrada (pound per square

inch) psi que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada

cuadrada.

El concepto de presión es muy general y por ello puede emplearse siempre que

exista una fuerza actuando sobre una superficie. Sin embargo, su empleo resulta

especialmente útil cuando el cuerpo o sistema sobre el que se ejercen las fuerzas es

deformable. Los fluidos no tienen forma propia y constituyen el principal ejemplo de

aquellos casos en los que es más adecuado utilizar el concepto de presión que el de

fuerza.

Cuando un fluido está contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus

paredes y, por tanto, puede hablarse también de presión. Si el fluido está en

equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porción de

superficie del recipiente, ya que de no serlo existirían componentes paralelas que

provocarían el desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hipótesis de

equilibrio. La orientación de la superficie determina la dirección de la fuerza de

presión, por lo que el cociente de ambas, que es precisamente la presión, resulta

independiente de la dirección; se trata entonces de una magnitud escalar.

4.3: Formula de presión:

P=

P= F/A

F= P.A

A= F/P

P= Presión

F= Fuerza

A= Área m2

Unidades: Newtons/m2= pascales

4.4: Ejemplo de presión:

2.- Una persona de 84 kg se para sobre la losa de una casa que tiene por superficie

225 metros cuadrados. ¿Cuál será la presión que esta persona ejerce sobre la losa?

Solución: En este caso tenemos nos hace falta encontrar una fuerza, puesto que no

nos la proporciona el problema, sin embargo podemos hallarla de una manera muy

sencilla. La fuerza es igual al peso, entonces podemos calcular el peso de la

persona mediante la siguiente fórmula:

Es decir que el peso es el producto de la masa multiplicada por la gravedad y con

ello obtendremos la fuerza que necesitamos, por lo que:

Ahora si podemos calcular la presión ejercida sobre la losa

f

S

5: Hidrostática:

5.1: Concepto de hidrostática:

El término hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Un fluido es una

sustancia que puede escurrir fácilmente y que puede cambiar de forma debido a la

acción de pequeñas fuerzas. Por tanto, el término fluido incluye líquidos y los gases.

Los fluidos que existen en la naturaleza siempre presentan una especie de fricción

interna o viscosidad que complica un poco el estudio de su movimiento. Sustancia

como el agua y el aire presenta muy poco viscosidad (escurren fácilmente), mientras

que la miel y la glicerina tienen una viscosidad elevada.

En este tema no abra necesidad de considerar la viscosidad ya que solo veremos los

fluidos en reposo, la viscosidad se manifiesta únicamente cuando se mueven o

fluyen estas sustancias.

Para el estudio de la hidrostática es indispensable el conocimiento de dos

cantidades: La presión y la densidad. Así pues iniciaremos el tema con el análisis de

ambos conceptos. La presión (P) de una fuerza sobre un área(A) está dada por:

P=F/A

La hidrostática o estática de fluidos es la parte de la física que estudia los fluidos en

reposo.

Se denominan fluidos los cuerpos que no tienen forma propia, sino que se adaptan a

la forma de la vasija que los contiene, son líquidos o gases.

Los líquidos tienen forma variable, volumen constante, son poco compresibles, y

ejercen, a causa de su peso, presiones sobre las paredes del recipiente que los

contienen.

Se deforman con facilidad y su superficie libre tiene forma definida. Los gases no

tienen volumen constante y son fácilmente compresibles.

5.2: formula de hidrostática:

P= d*g*h

d= P/g.h

h= P/d.g

P= presión ( N/m2= Pascales)

d= Densidad (liquido) = kg /m3

g= Gravedad (9.81 m /seg2)

h= altura o profundidad= mts

5.3: Ejemplo de hidrostática:

Calcula la presión que soportan las paredes de un submarino cuando se encuentra

sumergido a 200 m de profundidad. ¿Cuál será la fuerza que actuará sobre una

escotilla si tiene forma circular y 80 cm de diámetro?

(d agua de mar = 1030 kg/m3; g = 9.8 m/s2)

Solución

Datos

h = 200 m

d = 1030 kg/m3

g = 9.8 m/s2

diámetro = 80 cm = 0.8 m

r = 0.8 m / 2 = 0.4 m

Resolución

Según el principio fundamental de la hidrostática, la presión que sufre el submarino

sumergido en el agua del mar a 200 m de profundidad es:

P=d⋅g⋅h ⇒

P=1030 ⋅ 9.8 ⋅ 200 ⇒

P = 2018800 Pa

Una vez que conocemos la presión a esa profundidad, la fuerza que se ejerce sobre

la escotilla será:

P=F/S⇒

F=P⋅S ⇒

F=P⋅π⋅r2 ⇒

F=2018800⋅3.1416⋅(0.4)2 ⇒

F=1014761.93

CONCLUSION

Al término de esta investigación de los conceptos (densidad, peso específico,

empuje, presión e hidrostática), obtuve buenos conocimientos, con base a esta

información, aprendiendo la consistencia de cada uno de ellos, de igual manera

tomando en cuenta las fórmulas respectivas para saber el procedimiento para

desarrollar cada uno de los problemas relacionados a cada concepto, mis

conclusiones fueron:

Entendí que la densidad es la magnitud que refleja el vínculo que existe entre la

masa de un cuerpo y su volumen. Y solo tiene tres componentes: densidad, masa y

volumen Al aumentar la temperatura disminuye la densidad. La densidad, es una de

las propiedades más características de cada sustancia En el Sistema Internacional la

unidad de densidad es el kg (Unidad de masa) entre el m3 (unidad de volumen). Es

decir, el kg/cm3, Sin embargo es muy común expresar la densidad en g/cm3 (Unidad

cegesimal). Así mismo aprendí su fórmula tomando en cuenta un buen procedimiento

para así poder resolver cada uno de los ejercicios que formen parte de este

concepto.

Así mismo en peso específico mi aprendizaje fue muy interesante porque entendí

que esta es es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una

sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso a medida que aumenta su peso

también aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad.

El empuje es cuando todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba. Es la fuerza que actúa hacia arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando

éste se encuentra por ejemplo en el agua.

Y presión Es el cociente entre el valor de la fuerza ejercida y la superficie sobre la

que actúa la fuerza, esta mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de

superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante

sobre una superficie. Presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce

sobre cada unidad de área de la superficie considerada. Cuanto mayor sea la fuerza

que actúa sobre una superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la

superficie para una fuerza dada, mayor será entonces la presión resultante.

He hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo; Fluidos se refiere a los

cuerpos que no tienen forma propia, sino que se adaptan a la forma de la vasija que

los contiene.

Esto es lo que aprendí al final de esta investigación ya que esta información me

ayudara a complementar mi aprendizaje.

REFERENCIAS CONSULTADAS

http://definicion.de/densidad/#ixzz3lvpQbb3D

http://concepto.deñnbñ/densidad/#ixzz3lvqIUaJ9

http://definicion.de/peso-especifico/#ixzz3lvswaMSy

http://hidrostaticaitesm.blogspot.mx/2010/02/definicion-de-hidrostatica.html.

https://www.fisicalab.com/ejercicio/827#contenidos

https://www.fisicalab.com/apartado/principio-fundamental-

hidrostatica#contenidos

https://www.google.com.mx/?gfe_rd=cr&ei=BBT8VbmkCuan8wfi57jYCw&gws

_rd=ssl#q=ejemplo+de+hidrostatica+fisica

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ArquimedesEmpuje.htm