1. 2º EXAMEN. 2. Investigación 11. Fluidos. Contenido:

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1 SESIÓN OCTUBRE 1. 2º EXAMEN 2. Investigación 11. Fluidos. Contenido: Estados de la materia. Características moleculares de sólidos, líquidos y gases. Fluido. Concepto de fluido incompresible. Densidad absoluta Densidad relativa Peso específico Tensión superficial Viscosidad Presión. Concepto y unidades Presión atmosférica Presión manométrica Presión absoluta Entrega: Sesión Proyecto. Elaborar un dispositivo que demuestre el tema asignado. Incluir en el cuaderno: Dibujo del dispositivo indicando sus partes, explicación del principio de funcionamiento. Cálculos que justifiquen su funcionamiento. 1) Centro de masa 2) Movimiento de proyectiles 3) Sistema en equilibrio 4) Movimiento rotacional 5) Conservación de la Energía mecánica 6) Presión. 7) Principio de Pascal 8) Principio de Arquímedes 9) Principio de Bernoulli 10) Principio de Torricelli SESIÓN OCTUBRE 1. Revisión del 2º examen 2. Exposición. Tema Propiedades de los Fluidos Propiedades de los fluidos Densidad absoluta Densidad relativa Peso específico Tensión superficial Viscosidad Presión. Concepto y unidades Presión atmosférica Presión manométrica Presión absoluta 1

2 3. Ejercicios. Propiedades de los fluidos (Valor: 2 Participaciones cada uno). Presentar en el cuaderno. 1) 0.5 Kg de alcohol etílico ocupan un volumen de 633 mililitros. Calcular: a) su densidad, b) su peso específico. 2) Calcular la masa y el peso de litros de gasolina cuya densidad absoluta es de 700 kg/m 3. 3) Cuál es la densidad del aceite cuyo peso específico es de 8967 N/m 3? 4) Cuál es el volumen, en m 3 y en litros de 3000 N de aceite de oliva, cuyo peso específico es de 9016 N/m 3? 5) Sobre un líquido encerrado en un recipiente se aplica una fuerza de 60 N mediante un pistón de área igual a 0.01 m 2. Cuál es el valor de la presión? 6) Calcular la fuerza que debe aplicarse sobre un área de 0.3 m 2 para que exista una presión de 420 Pa. 4. Actividad. (Valor: 4 Participaciones) Presentar en el cuaderno el dibujo de: un manómetro, un vacuómetro, y un Barómetro. 5. Investigación 12. Principio de Pascal. Contenido: Presión hidrostática Principio de Pascal Prensa hidráulica 6. Investigación 13. Principio de Arquímedes. Contenido: Principio de Arquímedes. Concepto y antecedentes históricos. SESIÓN OCTUBRE 1. Actividad experimental. Propiedades de los fluidos. (Valor: 2 Participaciones) Objetivo: Determinar el valor de la densidad absoluta, densidad relativa y peso específico de diferentes sustancias. Material: Balanza, probeta de 50 ml, diferentes sustancias. Procedimiento: Medir la masa y el volumen de diferentes sustancias. Calcular la densidad absoluta, densidad relativa y peso específico de las sustancias Comparar los valores experimentales con los obtenidos de tablas. Cuestionario de la actividad 1) Qué utilidad tiene el conocer las propiedades y características de los fluidos? 2) Cómo se explica el comportamiento de los fluidos a nivel molecular? 3) Qué propiedad explica la esfericidad de las gotas de agua? 4) Por qué son diferentes las densidades absolutas del agua simple y del agua de mar? 5) Qué propiedad de los fluidos explica la facilidad con que se mueve el agua respecto a la miel? 2

3 2. Exposición. Principios de la hidrostática. Presión hidrostática Principio de Pascal Prensa hidráulica 3. Ejercicios. Principio de Pascal (Valor: 2 Participaciones cada uno). Presentar en el cuaderno. 1) Qué fuerza se obtendrá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica cuya área es de 100 cm 2, cuando en el émbolo menor de área igual a 15 cm 2 se aplica una fuerza cuyo valor es de 200 N? 2) Calcular la fuerza que se obtendrá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica de un diámetro de 20 cm, si en el émbolo menor de 8 cm se ejerce una fuerza cuyo valor es de 150 N. 3) Calcular el diámetro que debe tener el émbolo mayor de una prensa hidráulica para obtener una fuerza cuyo valor es de 2000 N, cuando el émbolo menor tiene un diámetro de 10 cm y se aplica una fuerza cuyo valor es de 100 N. 4) Una fuerza de 400 N se aplica al pistón pequeño de una prensa hidráulica cuyo diámetro es de 4 cm. Cuál deberá ser el valor del diámetro del pistón grande para que pueda levantar una carga de 200 kg? 4. Exposición. Principio de Arquímedes. 5. Ejercicios. Principio de Arquímedes (Valor: 2 Participaciones cada uno). Presentar en el cuaderno. 1) Un cubo de hacer de 20 cm de arista se sumerge totalmente en agua. Si tiene un peso de N Calcular: a) la fuerza de empuje, b) el peso aparente del cubo. 2) Un cubo de metal con densidad igual a kg/m 3, de 2 cm por lado se ata al extremo de una cuerda y se sumerge totalmente en agua con densidad igual a 1000 kg/m 3. Calcular: a) la fuerza de empuje, b) el peso aparente del cubo. 3) Un prisma rectangular de cobre, de base igual a 36 cm 2 y una altura de 10 cm se sumerge hasta la mitad, por medio de un alambre, en un recipiente que contiene alcohol cuya densidad es 790 kg/m 3. Calcular: a) el volumen de alcohol que desaloja, b) la fuerza de empuje que recibe, c) el peso aparente del prisma, si su peso real es de N. 6. Actividad Experimental. Principio de Arquímedes. (Valor: 2 Participaciones) Objetivo. Determinar matemática y experimentalmente el peso aparente de un objeto sumergido en agua mediante el principio de Arquímedes. Material: 1 Pesa de 100g, 1 probeta de 100 ml, 1 Dinamómetro de 3 N, 1 soporte con pinza. Procedimiento: Sujetar verticalmente el dinamómetro con la pinza al soporte con el gancho hacia abajo. Medir el peso de la pesa de 100 g Sumergir la pesa en 60 ml de agua dentro de la probeta. Medir el volumen de agua desplazado. Calcular el peso aparente y comparar con la lectura en el dinamómetro. Cuestionario de la actividad 1) Por qué flota una persona en el agua? 2) Qué hace que un submarino ascienda o descienda? 3) Cómo explicas con este principio el hecho de que una persona flote con mayor facilidad en agua salada que en agua dulce? 4) Qué aplicaciones tiene este principio? 3

4 7. Investigación 14. Hidrodinámica. Contenido: Flujo laminar y turbulento Gasto o caudal Gasto volumétrico y másico (masivo) Ecuación de continuidad de los fluidos. 8. Investigación 15. Principio de Bernoulli. Contenido: Energía de un fluido en movimiento: Energía de presión, energía de posición y energía de movimiento. Ecuación (principio) de Bernoulli SESIÓN OCTUBRE 1. Exposición. Hidrodinámica. Flujo laminar y turbulento Gasto o caudal Gasto volumétrico y másico (masivo) Ecuación de continuidad de los fluidos 2. Ejercicios. Ecuación de continuidad (Valor: 2 Participaciones cada uno). Presentar en el cuaderno. 1) Calcular el gasto de agua por una tubería al circular 1.5 m 3 en ¼ de minuto. 2) Calcular el tiempo que tardará en llenarse un tanque cuya capacidad es de 10 m 3 al suministrarle un gasto de 40 litros/segundo. 3) Calcular el gasto de agua por una tubería de diámetro igual a 5.08 cm, cuando la velocidad del líquido es de 4 m/s. 4) Determinar el diámetro que debe tener una tubería, para que el gasto de agua sea de 0.3 m 3 /s a una velocidad de 8 m/s. 5) Por una tubería fluyen 1800 litros de agua en un minuto, calcular el gasto. 6) Por una tubería de 3.81 cm de diámetro circula agua a una velocidad de 3 m/s. En una parte de la tubería hay un estrechamiento y el diámetro es de 2.54 cm, qué valor de velocidad llevará el agua en este punto? 7) Cuando el agua que circula por una sección de tubería de 5 cm de diámetro tiene una velocidad de 2 m/s, qué velocidad tendrá en otra sección de la misma tubería si el diámetro en dicho punto es de 10 cm? Entrega: Sesión 25 4

5 3. Exposición. Principio de Bernoulli Energía de un fluido en movimiento: Energía de presión, energía de posición y energía de movimiento. Ecuación (principio) de Bernoulli 4. Ejercicios. Principio de Bernoulli (Valor: 2 Participaciones cada uno). Presentar en el cuaderno. 1) Por un punto de una tubería de 30 cm de diámetro a 2 m del piso circulan 100 m 3 /s de agua con una presión de Pa. Qué presión tendrá en otro punto de la tubería a 5 m del piso si el diámetro es de 15 cm? 2) Con qué valor de velocidad sale agua por un orificio de un depósito que se encuentra a una profundidad de 0.9 m? 3) En el costado de un depósito con agua hay un orificio de 2 cm de diámetro, a 5 m por debajo de la superficie libre. Calcular: a) la velocidad de salida del agua, b) El volumen de agua que escapará en un minuto. 4) Cuánto tiempo tardará en vaciarse un depósito con 100 m 3 de agua si a 2 m de profundidad se tiene un orificio de 2.5 cm de diámetro? Entrega: Sesión Revisión ejercicios principio de continuidad. 1. Exposición. Aplicaciones del Principio de Bernoulli SESIÓN 25 SESIÓN OCTUBRE 7 NOVIEMBRE Principio de Torricelli Tubo Venturi 2. Actividad Experimental. Principio de Bernoulli (Valor: 2 Participaciones) Objetivo: Comprobar matemática y experimentalmente el principio de Torricelli Material: 1 Bote de 25cm de diámetro x 30cm de longitud, 1 Flexómetro Procedimiento Perforar el bote a 10cm de la base. Tapar la perforación y llenar con agua hasta una altura de 20 cm desde la perforación. Destapar la perforación superior y medir el tiempo que tarda en chocar el chorro de agua con el suelo y la distancia horizontal que alcanza desde la base del bote. Calcular matemáticamente el tiempo que tarda en alcanzar el chorro de agua la distancia máxima mediante las ecuaciones de tiro parabólico y compararlo con el valor experimental. Repetir lo anterior para alturas del agua de 15cm y 10 cm. 5

6 Cuestionario de la actividad 1) En qué principio físico se basa la ecuación de Bernoulli? 2) Cómo varía la presión y la velocidad en una tubería donde cambia su sección transversal? 3) Por qué se considera despreciable la velocidad en la superficie de líquido contenida en un depósito con una perforación al aplicar el principio de Torricelli? 4) Por qué tiene la misma magnitud la presión en la superficie y en la salida de un orificio en un depósito con un líquido para el principio de Torricelli? 5) Cómo se explica la elevación de un avión mediante el principio de Bernoulli? SESIÓN 27 9 NOVIEMBRE 1. Presentación de proyectos 1 a 5 1. Presentación de proyectos 6 a 10 3er Examen Entrega de calificación SESIÓN 28 SESIÓN 29 SESIÓN NOVIEMBRE 16 NOVIEMBRE 23 NOVIEMBRE 6