Densidad, Presión, Principios de Pascal y Arquímedes, Ecuaciones de Movimiento y Ondas
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DENSIDAD.
La densidad (ρ) de una sustancia, se define como masa Sobre unidad de volumen:
ρ = m ρ = (kg/m3) Densidad= masa/volumen
Unidad SI de densidad: kg/m3 Unidad común: g/cm3
1m=100cm 1m3=1000000cm3 1kg=1000g
ρH2O = 1000kg/m3(g/cm3)
TABLA DE DENSIDAD.
La densidad es una medida de qué Tan compacto es la materia de una sustancia.
Cuando más alta sea la densidad, Más materia o masa habrá en un volumen dado.
Gravedad específica: es la razón de su densidad entre la densidad Del agua, la cual es 1,0 x 103 kg/m3 Y es una cantidad que no posee unidades.
Para determinar la densidad de Una sustancia, conociendo su gravedad específica, solo hay que multiplicar éste Valor por la densidad del agua.
PRESIÓN
La presión P puede definirse como La razón que existe entre la magnitud de la fuerza perpendicular ejercida sobre Una superficie y el área sobre la que actúa dicha fuerza, es decir:
P = F/A Unidad: N/m2 se llama Pa(pascal)
La presión atmosférica a nivel de mar es 1,01 x 105 Pa = 1atm = 760mmHg.
PRESIÓN Y PROFUNDIDAD
La presión aumenta con la Profundidad y se reduce a mayor altitud.
Si un fluido está en reposo en un Recipiente, todos las partes del fluido deben encontrarse en equilibrio Eslático.
Todos los puntos que están a la Misma profundidad deben hablarse a la misma presión.
La presión adicional a una Profundidad (h) en un líquido se debe al peso del líquido que está arriba, Donde es la densidad del líquido. Esto Se ilustra para una volumen rectangular imaginaria del líquido.
P = F/A P = W/A = m.G/A P = ρ Vg/A = ρ Ahg/A
P= ρ gh (presión= densidad x gravedad x Altura)presión manométrica
P (presión absolua o presión total) = Po (presión atmosférica)+ ρ gh (presión manométrica)
PRINCIPIO DE PASCAL
La presión que se aplica a un Fluido encerrado se transmite a todos los puntos del fluido y a las paredes del Recipiente que lo contiene.
Aplicaciones: a los frenos hidráulicos, los elevadores de Automóviles, los gatos hidráulicas, los montacargas, etc.
P1 = P2 FF = P x A
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Cualquier objeto es sumergido Parcial o totalmente en un fluido recibe una fuerza de empuje escendente de Igual magnitud al peso del fluido desplazado por objeto.
Fb = mg m = ρV Fb = ρVg
ρ: densidad del Fluido
V: volumen de fluido desplazado.
B o Fb: fuerza de empuje.
CASO #1 total Sumergido
Fb= ρfluido Vobjeto g W= mg
o< f ----> FT ↑ o> f ----> FT ↓
W= ρVg = ρ objeto Vobjeto g
FT= Fb-W FT= ρfVo g- oVo g FT= Vo g (ρf- ρo)
CASO #2 parcialmente Sumergido
Fb=W Ρf Vf G= ρo Vo g Vf/Vo = ρo/ρf
Vf= volumen de la parte del objeto sumergido bajo el nivel del fluido.
Ecuaciones de Movimiento
y = A senθ y= A senωt f = 1/TT= 2π v m/k T=1/f
ω = 2π f = 2π/T Periodo De un objeto que oscila en un resorte.
F = 1/2π v k/m Frecuencia de la masa que oscila.
ω = v k/m Frecuencia angular de una masa que oscila en un resorte
T = 2π v L/g Periodo de un péndulo simple
Movimiento Ondulatorio
ν = λ/T Rapidez de una onda ν = λ fν = d/t
d = λ f t Profundidad
ν = -A ω sen (2π f t) Velocidad en el M.A.S.
a = -A ω2 cos (2π f t) Aceleración en el M.A.S.
SONIDO
Ondas
Se produce un Movimiento Ondulatorio, cuando se propaga una perturbación en un medio. Las partículas que Constituyen el medio, no se propagan con la perturbación, solo la transmiten, Para lo que vibran alrededor de su posición de equilibrio: Se transporta, por tanto Energía y no materia.
üSegún la dirección de perturbación y avance De esta
·Longitudinales: Cuando coinciden dirección y perturbación.
·Transversales: Si son perpendiculares; la dirección de propagación, y la perturbación.
üSegún el tipo de energía que se propaga
·Mecánicas: Se propaga energía mecánica (sonido). Se necesita un medio de propagación.
·Electromagnéticas: Se propaga energía electromagnética. No se necesita un medio material para que Se propaguen (Luz).
üSegún las dimensiones en las que se propaga La Energía
·Unidimensionales: Las de una cuerda.
·Bidimensionales: Las que se propagan en el agua.
·Tridimensionales: Las del sonido.
El sonido, como caso particular De una onda acústica, es una onda en la que se propaga una vibración de las Partículas del medio. Conviene, pues, introducir los conceptos de vibración y Onda, aunque solo sea de una forma cualitativa.
üVibración: Es un movimiento, en general de pequeña amplitud, en el cual se produce un Desplazamiento en torno a una determinada posición media de equilibrio.
·En este movimiento, existe una fuerza llamada recuperadora, que actúa sobre la Partícula o el sistema, tratando de llevarlo a su posición de equilibrio cuando éste se separa de ella.
üTipos:
·Armónica: El desplazamiento varía senoidalmente con el tiempo.
·Periódica: El desplazamiento se repite periódicamente con el tiempo. Las armónicas son un Tipo de vibraciones periódicas.
·Compleja: El desplazamiento sigue una variación no periódica con el tiempo.
¿Qué es una onda artística?
·Es la propagación (onda) de una vibración de un Determinado medio material.
¿Qué es el sonido?
·Es una onda acústica capaz de producir una sensación Auditiva.
Por tanto:
·Hay ondas acústicas que no son sonidos (Infrasonidos y Ultrasonidos).
·Una misma onda acústica puede ser un sonido para Un ser vivo y no para otro.