martes, 19 de febrero de 2013

EJERCICIOS sesión 4

EJERCICIOS.

12.- Si una persona que pesa 686 N  se encuentra de pie sobre una superficie de 50 cm2    ¿Cuál es la presión que ejerce? Expresa la presión en Pascales.


P = 137 200 Pa



13.- Un acróbata  de 65 Kg realiza un acto de equilibrio sobre un bastón. El extremo del bastón, en contacto con el piso,  tienen un área de 2 cm2  Determina la presión que el bastón, en estas condiciones, ejerce sobre la superficie.

P =  318.5 x 10Pa



14.- Calcula la presión en el liquido contenido en una jeringa cuando el doctor aplica una fuerza de 40 N al émbolo de la jeringa cuyo radio es de 0.6 cm.      


P = 353 700.6 Pa

EJERCICIOS Sesión 3

EJERCICIOS.

7.- Un cubo de 2 m3  de aluminio pesa 52 920 N ¿Cual es el valor de su peso especifico?

26 460 N / m3




8.- Si  la densidad del núcleo de la tierra es de 9500 Kg / m3  ¿Cuál es el valor de su peso especifico?



93 100  N / m3




9.- Si la densidad absoluta del alcohol es de 0.79 g / cm3  contesta:
      a) ¿Qué volumen ocupará 1 Kg de alcohol?
      b)  ¿Cuál será el valor del peso de dicho volumen de alcohol?
      c)  ¿Cuál es el peso especifico del alcohol?   

     a) 1.265 x 10-3  m3
     b) 9.8 N
     c) 7.74 x 103   N / m3




10.- ¿Qué volumen de agua tiene la misma masa que un metro cúbico de acero? Las densidades absolutas son 1 g / cm3  y 7.8 g / cm3   respectivamente. ¿Cuál es la densidad relativa del acero?



    a)  7.8 m3
    b)   7.8 




11.- Si la densidad absoluta del oro es de 19 300 Kg / m3   ¿Cuál es el valor de su densidad relativa? 

     
  19.3

CLASIFICACIÓN DE LA PRESIÓN

TIPOS DE PRESIÓN



Introducción

El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación segura. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.
Por otro lado, la presión puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el  valor de las variables del  proceso (como la composición de una mezcla en el proceso de  destilación). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisión de gran importancia ya que afectaría la pureza de los productos poniéndolos fuera de especificación.
La presión se define como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde para la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión.

Presión Absoluta

Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Ester termino se creo debido a que la presión atmosférica varia con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un termino absoluto unifica criterios.

Presión Atmosférica

El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa (aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (101,35 Kpa), ,disminuyendo estos valores con la altitud.

Presión Manométrica

Son normalmente las presiones superiores a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento que se define la  diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.
La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.
Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Vacío

Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosférica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presión atmosférica existente. los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio (cm Hg), metros de agua, etc.
De la misma manera que para las presiones manométricas, las variaciones de la presión atmosférica tienen solo un efecto pequeño en las lecturas del indicador de vacío.
Sin embargo, las variaciones pueden llegar a ser de importancia, que todo el intervalo hasta llegar al cero absoluto solo comprende 760 mmHg.
Medida de la presión. Manómetro
Para medir la presión empleamos un dispositivo denominado manómetro. Como A y B están a la misma  altura la presión en A y en B debe ser la misma. Por una rama la presión en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama la presión en A es debida a la presión atmosférica más la presión debida a la diferencia de alturas del líquido manométrico.

PRESIÓN ARTERIAL

La tensión arterial (comúnmente conocida como "presión arterial") es la fuerza o presión que lleva la sangre a todas las partes del  cuerpo. Al medir la presión arterial se conoce el resultado de la presión que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias.
El resultado de la lectura de la presión arterial se da en 2 cifras. Una de ellas es la sistólica que está arriba o sea el primer número en la lectura. La otra es llamada diastólica que está abajo y es el segundo número en la lectura. Tradicionalmente se ha considerado como presión arterial ideal a los siguientes valores: <120 mmHg de sistólica y <80 mmHg de diastólica. Aceptándose como una presión alta (hipertensión = HA)) cuando los valores de la sistólica están sobre los 140 y/o la diastólica sobre 90.
Un ejemplo de la lectura de la presión arterial es 120/80 (120 sobre 80) en la cual, 120 es el número sistólico y 80 es el número diastólico.
También puede utilizarse un manómetro aneroide. La presión arterial se expresa normalmente en milímetros de mercurio (mm Hg) sobre la presión atmosférica.
Figura.  Variación circadiana de la presión arterial en un sujeto sano mostrando la variabilidad de la presión sistólica (línea superior) y la presión diastólica (línea inferior). Se aprecia un descenso de la presión arterial en la fase nocturna.






lunes, 18 de febrero de 2013

SESIOM 4

PRESIÓN


Definición

La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie.
           Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal   de manera uniforme, la presión   viene dada de la siguiente forma:
P = \frac{F}{A}


Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión es el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa)
1 Pa = 1 N/m2
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura. Esta unidad está relacionada con la experiencia de Torricelli que encontró, utilizando un barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión atmosférica era equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de altura. 
En este caso la fuerza se correspondería con el peso (m·g) de la columna de mercurio por lo que
P = m·g / A
Como la masa puede expresarse como el producto de la densidad por el volumen  (m = d V), tendremos:
P = d·V·g /A
y dado que el volumen es el producto de la superficie de la base por la altura (V = A h), tendremos
P = d A h g / A

que podemos simplificar quedando:
P = d·g·h
que nos permite calcular la presión en función de la densidad, la intensidad del campo gravitatorio y la altura de la columna.
Sustituyendo los correspondientes valores en la ecuación anterior tenemos que:
P = d·g·h = 13600 kg/m3 · 9,8 N/kg · 0,76 m ˜ 101300 N/m= 101300 Pa
Según la teoría cinética, la presión de un gas está relacionada con el número de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.
En este trabajo usaremos la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg):


1 atm = 101300 Pa =  760 mm Hg = 14.7 Lib / in

EJEMPLOS:
Saul tiene una masa de 76 Kg y se encuentra sobre una loseta de 15 cm por lado, si la loseta es cuadrada. ¿Cual es la presión que ejerce sobre la loseta que esta parado? representa tu resultado en atmósferas.
SOLUCIÓN.
Datos.
m = 76 Kg
g = 9.81 m /s2   
A = 15 x 15 = 225 cm2  = 0.0225 m2
W = m g = 76 x 9.81 = 745.56 N
P = \frac{F}{A}  =  W / A = 745.56 / 0.0225 = 33136 Pa 
33136 Pa  ( 1 atm / 101300) = 3.27 x 10-4

  P =  3.27 x 10-4   Pa
ACTIVIDAD.  

Resolver ejercicios  12, 13 y 15 de su libro de texto.

martes, 12 de febrero de 2013

PROYECTO




Prensa Hidráulica Casera

Entender el Principio de Pascal y utilizarlo para construir un dispositivo amplificador de fuerza.

* Base de Madera u otro material
* Dos jeringas de diferentes tamaños
* Manguera plástica o de goma
* Pegamento
* Trozo de chapa
* Clavos
* Taladradora y mechas

La base tiene que ser mas o menos como se ve en el video. No es importante el material, ni la forma definitiva. Es sólo una estructura para que nos servirá de soporte para nuestro para nuestros experimentos.
Tendrás que pedir ayuda a un mayor, para realizar unos agujeros en la madera, con el taladro o taladradora. Allí colocarás las jeringas y las asegurarás con pegamento.
Ahora tienes que conectar la salida de ambas jeringas con la manguera. Si no entran a presión, deberás también asegurarlas con pegamento.
Sólo falta hacer el soporte para sujetar la lata de refrescos, si es que decides hacer tu prensa para ello. Dicho soporte puedes hacerlo con un trozo de chapa, como se ve en el video, y clavarlo a la base de madera. Otra opción será hacerlo en madera totalmente.
Una vez terminado, verás que al presionar la jeringa mas pequeña, obtienes una fuerza mayor en la otra.
Prensa Hidráulica Casera


El principio físico que aquí nos permite realizar este dispositivo, fue descubierto por el físico matemático Blaise Pascal, hace ya varios siglos. El mismo enuncia que:
La presión que un fluido incompresible y estanco ejerce dentro de un recipiente de paredes rígidas, se transmite en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido con igual intensidad.
Por otro lado, sabemos que la fuerza producida por la presión de un fluido, es igual al producto de la fuerza por el área o superficie en la que actúa. Es decir:
Fuerza = Área x Presión
De este modo, cuando presionamos la jeringa pequeña, estamos creando una presión dentro del fluido, igual a:
Presión = Fuerza / Área

PRACTICA 3


PRESIÓN.

OBJETIVO.

Observar los efectos de la presión para verificar su expresión matemática.

INTRODUCCIÓN.

La presión indica la relación entre la magnitud de una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso en que exista presión una fuerza actuará en forma perpendicular sobre una superficie.
Matemáticamente:



P = \frac{F}{A}


MATERIALES.

6 Globos del numero 3 y 4
1 Cama de clavos según especificación previa
1 Encendedor
1 Mechero de Bunsen
1 Clavo de 3 in

DESARROLLO.

1.- Llene el globo con agua y coloque sobre el clavo de 3 pulgadas.






2.- Llene otro globo con agua pero ahora lo coloca sobre la cama de clavos




3.- Llene un globo con agua y aplique fuego sobre su base





4.- Escriba sus observaciones correspondientes a cada uno de los pasos realizados.