Este documento presenta información sobre fluidos y contiene secciones sobre introducción, objetivos, contenidos, evaluación diagnóstica y conceptos clave como densidad, presión y viscosidad. Explica las características y clasificación de los fluidos, y los principios de Pascal y Arquímedes. También incluye ejemplos y ejercicios sobre estos temas para que los estudiantes desarrollen su comprensión.

1. FLUIDOS MODULO: FISICA CALOR Y ONDAS. UNDECIMO GRADO INSTITUCION EDUCATIVA NUESTRA SEÑORA DE LA CANDELARIA.

2. INTRODUCCIÓN La física es un mundo interesante donde cada unidad nos despierta a un variado de misterios resueltos a través de la disciplina científica. La unidad de los fluidos no se escapa a tan impresionante proceso donde se aprenden muchos fenómenos que impresionan nuestros sentidos e inquietan y retan nuestra inteligencia. En esta unidad veremos entre otras cosas por que los aviones pueden volar, como los líquidos y los gases en a atmósfera y al interior de nuestro cuerpo. Descubrirás poco a poco la utilidad y verás que al final no te arrepentirás de dedicarle buenos momentos de estudio a estos temas tan fascinantes que sin lugar a dudas te han inquietado a lo largo de tu vida.

3. Ejes temáticos semestre: Fluidos. Calor y temperatura. Leyes de la Termodinámica. Teoría cinética de los gases. Movimiento Armónico simple. Movimiento ondulatorio. Sonido.

4. Objetivos: 1. Aplicar los conceptos relacionados con los fluidos , el calor y las ondas para solucionar problemas del entorno. 2. Abordar creativamente los conceptos básicos la mecánica de medios continuos, los fenómenos ondulatorios, leyes de la termodinámica, a través de esquemas conceptuales, experimentos y diversas aplicaciones. 3. Adquirir destreza en la argumentación de condiciones en los fenómenos físicos relacionados a los contenidos. Así como del uso justificado de métodos elementales de cálculo y de su propia experiencia e intuición. 4. Comprender las interacciones entre los diferentes componentes de un sistema y el concepto de proceso.

5. EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA: 1. ¿Qué significa fluir? 2. ¿Cuál es tu concepto de fluido? 3. ¿Cuál de los siguientes elementos es un fluido? A. Una hoja de papel. B. El gas propano. C. Un bocadillo. D. Una gaseosa. 4. ¿Qué significa la expresión Eureka? ¿Cómo se relaciona con la historia de los fluidos?

6. CONTENIDOS EJE TEMÁTICO UNO. 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS. Viscosidad, densidad, presión. 2. Clasificación de los Fluidos. 2. Principio de Pascal. 3. Principio de Arquímedes. 4. Fluidos en Movimiento. 5. Ecuación de la continuidad. 6. Ecuación de Bernoulli. 7. Aplicaciones.

7. CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS. Propiedades primarias Propiedades primarias o termodinámicas: Presión, Densidad, Temperatura, Energía interna, Entalpía Entropía Calor específico y Viscosidad. Propiedades secundarias Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos. Viscosidad, Conductividad Térmica Tensión Superficial y Compresión. La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo, la superficie permanece plana. Ver en youtubehttp://youtu.be/X4zd4Qpsbs8. Entalpía (del prefijo en y del griego "enthalpos" ενθαλπος calentar) es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. Entropía: En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa evolución o transformación. Fue RudolfClausius quien le dio nombre y la desarrolló durante la década de 1850.Y Ludwig Boltzmann quien encontró la manera de expresar matemáticamente este concepto, desde el punto de vista de la probabilidad.3 La entropía alcanzará un máximo cuando el sistema se acerque al equilibrio, y entonces se alcanzará la configuración de mayor probabilidad. Para mayor información visite: http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

8. Densidad: La densidad es la medida de cuánta masa hay contenida en una unidad de volumen (densidad = masa/volumen). En el sistema internacional M.K.S. Usualmente se representa como kg/m3. Puesto de manera sencilla, si la masa es la medida de cuánto ‘material’ tiene un objeto, entonces la densidad es la medida de cuán compactado está ese ‘material’. Una de las maneras cotidianas para ilustrar a la densidad, es a través de la observación de cualquier cosa que flote o se hunda en un líquido determinado, (por ejemplo, agua). Si un objeto es menos denso que el líquido en donde se encuentra, entonces flotará. Pero si es más denso, se hundirá. Por eso es que un ancla, la cual es muy densa (con gran cantidad de masa en poco volumen), se hunde tan rápidamente; mientras que un tubo plástico (poca masa y gran volumen), flota y le cuesta hundirse en el agua. De aquí podemos responder: ¿Por qué si los barcos son tan pesados pueden flotar en el agua?

9. Ejercicios sobre densidad: En este recipiente que contiene un fluido de densidad 1.4 gr/ cm3 , dibuje 5 esferas cuyas densidades expresadas en gr/ cm3 son: 1.2 - 2,5 1.8 – 2.1 – 1.4. 2. Hallar la densidad de un material de forma cúbica , de arista 4.5 cm cuya masa es 215 gr. 3. Hallar el volumen y el radio de la base de un cuerpo cilíndrico cuya densidad es de 34.7 gr/ cm3 y de altura 2 cm y de masa 305 gr.

10. 1.2 gr/cm3 0.8 gr/cm3 1.4 gr/cm3 2.2gr/cm3 2,8 gr/cm3 Solución ejercicio uno Los objetos que son menos densos que el fluido flotan y los más densos se van al fondo. Mientras más densos más al fondo. Los objetos con la misma densidad que el fluidos suelen hacerse en el centro de la profundidad.

11. Solución ejercicio 2: Para Hallar densidad necesitamos conocer la masa y el volumen, la masa la conocemos. Entonces nos hace falta hallar el volumen. Como el objeto es cúbico entonces aplicamos la fórmula del volumen del cubo: Como la arista es cada uno de los lados del cubo. Entonces V=l3 = (4.5cm)3= 91.125 cm3. Teniendo los datos completos para calcular densidad procedemos: D=m/V0=215gr/91.125 cm3= 2.36 gr/ cm3

12. Solución ejercicio 3. Como se conocen la densidad y la masa es fácil hallar el volumen despejando la fórmula D=M/V. Haciendo V=M/D. V=M/D= 305 gr/34.7gr/cm3= 8.79 cm3. Y de la fórmula del volumen del cilindro. V= π r2h, donde r es el radio de la base y ha es la altura, despejamos: r2=V/( π h) y por lo tanto r= de allí que r= Entonces, r= 1.18cm. Para conocer las formulas de volúmenes visite www.acienciasgalilei.com/mat/formularios/form-area-volumen.htm y la tabla de densidades de diferentes sustancias http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad Realizar los ejercicios del blog matemáticas y física divertida. blogspot.com sobre densidad.

13. Para consultar: ¿Cuál es el elemento mas denso de la tabla periódica? ¿Qué se conoce sobre la densidad de los agujeros negros? ¿Cómo se calcula la densidad de un objeto poroso?

14. PRESIÓN: 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 squareinch) psi que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada. VER EL VIDEO http://youtu.be/0br2Gm-ep2M. analizarlo y explicar por que el globo se mete en la botella

15. Ejercicios: 1.Consideremos el movimiento de un objeto de volumen V y masa M que cae a través de un fluido con viscosidad cero (sin rozamiento). Dibuja las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. ¿La aceleración del objeto en caída es independiente de su masa?, ¿y de su volumen? 2. Disponemos de una plancha de corcho de 1 dm de espesor. Calcular la superficie mínima que se debe emplear para que flote en agua, sosteniendo a un naufrago de 70 kg. La densidad del corcho es de 0.24 g/cm2. Nota: entendemos por superficie mínima la que permite mantener al hombre completamente fuera del agua aunque la tabla esté totalmente inmersa en ella.

16. Solución ejercicio 1: Entonces la ecuación del movimiento es: Empuje Ma-mg= Empuje m a = mg- empuje Ps.V.a= Ps.Vg- Pg.V.g donde Ps es la densidad del cuerpo, Pf densidad del fluido y V es el volumen del cuerpo. a= g (1-Pf/ Ps) a no depende de la masa ni del volumen, solamente de las densidades del cuerpo y del fluido. W=mg

17. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en: Newtonianos No newtonianos O también en: Líquidos Gases Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformación es lineal y pasa por el origen, es decir, el punto [0,0]. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano. Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano. Ver mas información en http://www.oilproduction.net/01clasificaciondefluidos.htm

18. Solución ejercicio 2 Peso= empuje (70+240 0.1s) g = 1000 (0.1s)g 0.1s es el volumen de la plancha de corcho. => 70 =100s-24s S=70/76 = 0,92m2 Actividades: Realice un ensayo sobre la utilidad de los temas vistos hasta el momento. Analice los problemas vistos en el link http://es.scribd.com/doc/12542109/Problemas-Resueltos-de-Presion Resuelva los ejercicios de la página: Desarrolle las actividades indicadas en el blog. Matematicasyfisicadivertida.blogspot.com Elabore un informe sobre como aplicar los contenidos vistos hasta el momento en la solución de un problema de su entorno. Las ideas que surjan a partir del estudio y desarrollo de las actividades coméntelas en el foro de debate.

19. PRINCIPIO DE PASCAL. En física, el principio 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.1 Se observan aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.

20. La prensa hidráulica: aplicación del Principio de Pascal. Una de las aplicaciones más importantes del principio de Pascal es la prensa hidráulica. Consta de dos cilindros comunicados por un conducto inferior y cerrados ambos por sendos émbolos. Cuando se aplica una fuerza pequeña sobre el émbolo del cilindro de menor sección, SA, se pueden levantar grandes masas colocadas sobre el cilindro de mayor sección, SB. Por el principio de Pascal, las presiones en A y B son iguales: pA = pB. En la siguiente diapositiva encontraras una aplicación y ejercicios.

21. EjemploSe desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio, calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño.En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies y para el peso a levantar, es decir calculamos previamente S1, S2, F2 y calculamos F1 despejando. S2 = π R2 = π 0,52 = 0,785 m2 S1 = π R2 = π 0,082 = 0,0201 m2 F2 = m g = 1000 · 9,8 = 9800 NSi multiplicamos en cruz y despejamos F1 = F2 · S1 / S2 introduciendo los datos anteriores: F1 = 251 NEjercicios1. Calcula la fuerza obtenida en el émbolo mayor de una prensa hidráulica si en el menor se hacen 5 N y los émbolos circulares tienen triple radio uno del otro.2. Sobre el plato menor de la prensa se coloca una masa de 6 kg, calcula qué masa se podría levantar colocada en el plato mayor.

22. CRITERIOS DE EVALUACION: Se evaluará de acuerdo a la capacidad para resolver problemas propuestos y la diligencia en el envío de las diferentes actividades a el blog, su participación en el foro de debate y su desenvolvimiento en la evaluación escrita que usted debe realizar en forma presencial donde se le cite. el porcentaje de cada una de las actividades es:

23. la participación el foro de debate tiene una valor del 10% de la nota final. El desarrollo de trabajos y sus correcciones corresponde al 20 % de la nota. El proyecto y el video con el experimento corresponden al 30%.y la evaluación escrita que realizará en forma presencial donde la coordinación te cite oportunamente, tiene un valor de 40%.Tu nota será enviada a tu correo y será publicada en el blog.Si por algún motivo tu valoración es inferior a la correspondiente al desempeño bajo debes esperar la programación de recuperación por parte de la coordinación y reenviar todas las actividades y presentarte a la evaluación en nueva fecha.

24. Preguntas tipo icfes: 1. Cuando un cuerpo cae dentro de un fluido experimenta una fuerza de viscosidad que es proporcional a su velocidad y de dirección contraria a ella.

25. 2. La condición para que dos cuerpos de diferente material posean la misma densidad es: A. que tengan la misma viscosidad a la misma temperatura. B. que posean el mismo tamaño y el mismo calor especifico. C. que posean la misma razón entre la cantidad de mas a por unidad de volumen. D. que sean igual de comprensibles y que posean la misma tensión superficial. PARA MAS PREGUNTAS TIPO ICFES VISITE EL BLOG MATEMATICAS Y FISICA DIVERTIDAS Y RESUELVALAS.