ESTADOS
DE AGREGACIÓ
ESTADOS
DE LA MATERIA
La
materia generalmente se encuentra en cinco estados: Gaseoso, liquido, solido, plasma condensado
de bose. Pero dado las condiciones existentes en
la tierra solo el agua se encuentra en tres estados de forma natural. La mayoría de las sustancias solo se
encuentran en un estado concreto.
SOLIDO
•A baja temperatura los cuerpos se
encuentran en este estado y los átomos se encuentran entrelazados formando
estructuras cristalinas lo que le permite soportar fuerzas aparentemente sin
que se deforme.
características
•Cohesión (atracción).
•Vibración.
•Tienen forma propia.
•No pueden comprimirse.
•Resistentes a fragmentarse.
•Volumen definido.
•Pueden ser orgánico o inorgánico.
LIQUIDO
•Al ir aumentando la temperatura el solido
va descomponiéndose hasta desaparecer la estructura cristalina, en este caso
todavía existe cierta atracción de los átomos. Pero menos fuerte que la de los sólidos.
Características
•Cohesión menor (regular)
•Movimiento energía cinética.
•Sin forma definida.
•Toma la forma del envase que lo contiene.
•En frío se comprime, excepto el agua.
•Posee fluidez.
•Puede presentar difusión.
GASEOSO
Si se sigue aumentando la
temperatura se alcanza este estado. Los átomos se encuentran completamente
libres por lo que se reparte en todo el espacio disponible
Características
•Cohesión casi
nula.
•Sin forma definida.
•Sin volumen definido.
•Pueden comprimirse fácilmente.
•Ejercen presión sobre las paredes del
recipiente contenedor.
•Se mueven con libertad.
ELASTICIDAD
žLa
elasticidad es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar
su tamaño y forma original después de ser comprimidos o estirados una vez que desaparece la fuerza
que ocasiona la deformación.
TIPOS DE ESFUERZO
ž Cuando
una fuerza se aplica a algún cuerpo le produce una deformación. El esfuerzo
origina la deformación elástica.
Existen tres tipos de tensión
žEsfuerzo de tensión
Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan
fuerzas de igual magnitud pero de sentido contrario que se alejan entre si.
Esfuerzo de Compresión
Ocurre cuando sobre un cuerpo actúan
fuerzas de iguales en magnitud, pero de sentido contrario que se acercan entre
si.
Esfuerzo de corte
Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan
fuerzas colineales de igual o diferente magnitud que se
mueven en sentidos contrarios.
Deformación Longitudinal
žLa
deformación Longitudinal, también
llamada tensión unitario (alargamiento de un cuerpo) o compresión
(acortamiento de un cuerpo), se determina mediante la relación entre la
variación en la longitud de un un
cuerpo y su longitud original. O bien, la tensión o compresión unitarias
representan el alargamiento o acortamiento de un cuerpo por cada unidad de
longitud. Matemáticamente se expresa así.
Ley de Hooke
žLas
deformaciones elásticas , como
alargamientos, compresiones, torsiones y flexiones, fueron estudiadas
por el físico inglés Robert Hooke (1635 – 1703), quien enunció la siguiente ley
Mientras no se exceda el límite de
elasticidad de un cuerpo, la deformación elástica que sufre es directamente proporcional al
esfuerzo recibido
Módulo de elasticidad
žMódulo
de elasticidad es el cociente entre el esfuerzo (fuerza) aplicado a un cuerpo y
la deformación producida en dicho cuerpo; su valor es constante siempre que no
exceda el límite elástico del cuerpo. También recibe el nombre de constante de
resorte o coeficiente de rigidez del cuerpo sólido del que se trate.
žPor
tanto: K= Esfuerzo
Deformación
HIDROSTATICA
Estudia los
fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su
movimiento o posición.
Reciben
el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de adaptarse a la
forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre de
fluidez
•La densidad es la cantidad de masa por
unidad de volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema internacional se
mide en kilogramos / metro cúbico.
•Cuando se trata de una sustancia
homogénea, la expresión para su cálculo es:
•Donde
ρ: densidad de la sustancia, Kg/m 3
m: masa de la sustancia, Kg
V: volumen de la sustancia, m 3
Presión
La
presión se define como fuerza por unidad de área. Para describir la influencia
sobre el comportamiento de un fluido, usualmente es mas conveniente usar la
presión que la fuerza
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
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 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.
Caracteristicas:
La
presión del interior de un líquido actúa en todas las direcciones
La presión
es más alta cuanto mayor sea la profundidad
La presión
es mayor cuanto mayor sea la densidad del líquido.
La presión
no depende de la forma ni de la amplitud del recipiente.
p = d * g * h
P es la presión hidrostática (en pascales)
D es la densidad del líquido (en kilogramos / metro cúbico);
G es la aceleración de la gravedad (en metros/segundo al cuadrado);
H es la altura del fluido (en metros)
PRENSA HIDRAÚLICA
es un
mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados
por pistones de
diferentes áreas que, mediante una pequeña fuerza sobre el pistón de
menor área, permite obtener una fuerza mayor en el pistón de mayor área. Los
pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos.
EL PRINCIPIO DE PASCAL
El Principio
de Pascal o Ley de Pascal define
el siguiente enunciado:
“la presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”
¿Qué quiere decir esto?...Expliquémoslo con un ejemplo fácil para entenderlo de la mejor manera posible:
Imaginemos que tenemos una bola hueca como la de la imagen que ves a continuación y esta bola tiene diferentes agujeros. Si llenamos una jeringuilla de agua o cualquier otro fluido poco compresible y metemos la jeringuilla en uno de los agujeros de la bola y presionamos el fluido veremos cómo este fluido sale por todos los agujeros de la bola con la misma intensidad y presión. Ésta sería una explicación práctica del principio de Pascal.
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.
Donde:
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 Newtons
