Saltar al contenido

Fuerzas urgentes

abril 22, 2020
profesor-de-fisica - fsica bsica para ingenieros voli vol ii pdf
  1. Definición
  2. Características de una fuerza de presión.
  3. Calcular el valor de una fuerza de presión.
  4. Vector asociado con la fuerza de presión
  5. Fuerzas de empuje y presión de Arquímedes

Definición

Es una fuerza de empuje ejercida en el contacto entre un fluido (un gas o un líquido) y otro cuerpo.

Características de una fuerza de presión.

  • Punto de aplicación Es una fuerza distribuida en la superficie y podemos considerar que su resultante se aplica al centro de la superficie de contacto.
  • Dirección Se ejerce en una dirección perpendicular a la superficie de contacto.
  • Significado Como es una fuerza de empuje, ejerce líquido hacia el cuerpo.
  • Valor Depende de la presión y la superficie de contacto.

Calcular el valor de una fuerza de presión.

Si un sistema tiene una superficie S en contacto con un fluido cuya presión tiene un valor P en todos los puntos de esta superficie, entonces la fuerza de presión F ejercida por el fluido sobre esta superficie puede calcularse utilizando la siguiente fórmula:

F = P.S

donde:

  • La unidad de presión es el pascal (Pa)
  • La unidad de área es el metro cuadrado (m2)
  • La unidad de fuerza es Newton (N)

Nota

Esta relación solo es aplicable si la presión es idéntica en todos los puntos de una superficie como, por ejemplo, el fondo de un recipiente o la superficie horizontal plana de una de las caras de un cuerpo sumergido. Por otro lado, no es posible usarlo cuando la presión no tiene el mismo valor en toda la superficie, por lo tanto, no se puede usar en la pared lateral de un recipiente o en la cara vertical de un cuerpo sumergido

Ejemplo

Un tanque cilíndrico de radio r = 2.00 my altura h = 4.00 m está lleno de agua, queremos calcular el valor de la fuerza de presión ejercida en el fondo del tanque por el agua.

Usamos la fórmula F = P.S S es la superficie del disco de radio r = 2.00 m por lo tanto S = 2.π.r S = 2.π.2.00 S = 12,6 m2 P es la presión en el fondo del tanque que se puede calcular utilizando la siguiente relación: P = ρ.g..z + Puntm Con ρagua = 1000 kg / m3, g = 9.81 N / kg, Pcajero automático = 101 325 Pa y zB = 4.00 m P = 1000.9.81.4.00 + 101325 P = 1.40.105 5 Pa Si reemplazamos cada cantidad de la relación inicial por valor obtenemos: F = 1.40.105 5.12.6 F = 1.76.106 6 N

Vector asociado con la fuerza de presión

Las características de este vector son las siguientes:

  • origen: centro de la superficie de contacto entre el cuerpo y el fluido
  • dirección: perpendicular a la superficie de contacto
  • sentido: fluido a la superficie
  • longitud: proporcional al valor de la fuerza

Fuerzas de empuje y presión de Arquímedes

El empuje de Arquímedes es una fuerza experimentada por cualquier cuerpo sumergido. Es eso, cuando compensa el peso, lo que permite que un cuerpo flote.

La declaración del principio de Arquímedes que describe este impulso es la siguiente: Cada cuerpo sumergido sufre una fuerza de empuje vertical orientada hacia arriba, cuyo valor corresponde al peso del volumen de agua desplazada. Se puede demostrar que este empuje es en realidad el resultado de las fuerzas de presión ejercidas por el líquido sobre toda la superficie en contacto con el fluido. En un equilibrio de fuerzas, por lo tanto, debemos tener cuidado de no mencionar los dos

Llamar Ahora
×