LA HIDRÁULICA

La hidrostática y la hidrodinámica son ramas de la mecánica de fluidos que estudian los fluidos en estado de reposo y en estado de movimiento.

Son fluidos tanto los líquidos como los gases, y su forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma 
Los principales ejes temáticos que respaldan el estudio de los fluidos son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes, el teorema de Bernoulli, la ecuación de continuidad, el principio de Torricelli.

Vas a ver un video sobre un derrame de petróleo en abril del 2010 en el golfo de México. El desastre ambiental causado por la explosión de la plataforma de perforación submarina Deepwater Horizon de British Petroleum es, sin duda, una catástrofe ecológica de proporciones épicas, aparentemente provocado por un aumento de presión en el pozo petrolero, el derrame diario fue aproximadamente de 1000 barriles de crudo esparciéndose hasta unos 1550 kilómetros cuadrados en el golfo de México.

Contesta las siguientes preguntas
Actividad Introductoria: Video sobre el derrame de petróleo
1. ¿Consideras más importante el petróleo que se derrama o el daño ecológico que provoca?
2. Nombra algunas causas de un derrame de petróleo en el mar.
3. ¿Fueron eficaces los métodos para recoger el petróleo derramado?
4. ¿Qué recursos naturales se sacrifican para la extracción del combustible?
5. ¿Qué consecuencias  trae el derrame de petróleo para los ecosistemas del golfo?
6. ¿Qué puedes decir sobre la seguridad  del transporte de este fluido en nuestro país?
7. ¿Qué puedes decir de  la presión de líquidos y gases que se necesita en  los métodos de extracción de petróleo?
8. ¿Por qué flota el petróleo?
9. ¿Si el petróleo no flotara seria menos peligroso para el medio ambiente?

Escribe a continuación que objetivos que esperas alcanzar al terminar las actividades de aprendizaje sobre el tema de los fluidos.

 Analizar el comportamiento de fluidos en movimiento y en reposo.

ACTIVIDAD 1

PRESIÓN

Antes de empezar a realizar las actividades de aprendizaje, debes recordar algunos conceptos acerca de presión, presión hidrostática y presión atmosférica.

PRESIÓN:

 Es la relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica:
P = F/A    (Distribución de fuerza por unidad de área)
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

La tabla siguiente presenta otras unidades y se dan algunas equivalencias.

      Unidad                                        Símbolo                      Equivalencia
                                                                                                          ₅
Bar                                                      bar                               1 x 10  Pa
Atmósfera                                           atm                              101,325 Pa  1,01325 bar
                                                                                                 1013,25 mbar
mm de mercurio                                  mmHg                          133,322 Pa

Torr                                                       torr                              133,322 Pa
             ₂
lbf/pulg                                                 psi                              0,068 atm
           ₂
kgf/cm                                                                                     0,9678 atm

                                                             atm                             760,0 mmHg

                                                             Psi                              6.894,75 Pa
                         

Presión hidrostática: es la presión ejercida por el fluido en un punto situado a una profundidad h de la superficie, se calcula con producto de la densidad del fluido, por la profundidad h y por la aceleración de la gravedad. P= δ•g•h La presión es independiente del tamaño de la sección de la columna: depende sólo de su altura (nivel del líquido) y de la naturaleza del líquido (densidad del líquido).

Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre.
En un punto cualquiera la presión atmosférica viene dada por el peso de una columna de aire cuya base es 1 cm2 y la altura es la distancia vertical entre el punto donde se desea medir la presión  y el límite de la superficie libre de la atmósfera.
Mostrar experimento de Torricelli
La presión atmosférica normal se calcula a nivel del mar usando una columna de mercurio de 76 cm de altura. Por eso se mide  en mm de mercurio (milímetros de mercurio) o Torricelli, Este valor se llama también una atmósfera.
Para la medición de la presión atmosférica se emplea el barómetro, del que existen diversos tipos. El barómetro de mercurio, inventado por Torricelli, es simplemente un tubo en forma de U con una rama cerrada en la que se ha hecho el vacío, de manera que la presión en la parte más elevada de esta rama es nula.

La presión atmosférica disminuye con la altura.
La disminución que experimenta la presión con la altura no es directamente proporcional puesto que el aire es un fluido que varía mucho en cuanto a densidad, volumen y temperatura.

Momento 1

Con base en los conceptos anteriores, explicar las siguientes situaciones.

1. ¿Por qué es mejor cortar con un cuchillo por el lado del filo y no por el lomo?

2. ¿Por qué  es mejor clavar una puntilla, por la punta y no por la cabeza?

3. ¿Por qué los montañeros se colocan raquetas en los pies para andar por la nieve?

4. ¿Por qué cuando El faquir se acuesta sobre una cama de puntillas ninguna le atraviesa el cuerpo?

5. ¿Por qué las burbujas de un líquido se van haciendo más grandes conforme llegan a la parte alta de la copa?

6. ¿Cuando respiras usando una pajilla o tubo, bajo la superficie del agua, ¿por qué sólo funciona cuando estás cerca de la superficie?

7. ¿Qué sucede si un pez de las profundidades del mar, se traslada  a la superficie y lo contrario?

Ahora forma parte de un pequeño grupo de trabajo y deben  diseñar  una situación experimental que te brinde la posibilidad de darle respuesta a una de las siguientes problemáticas:

1. ¿Cómo funciona una aspiradora?

2. ¿Cómo funciona una cafetera?

3. ¿Cómo funciona una olla a presión de cocina?

4. Explica por qué no se derrama el agua en un vaso invertido, que tiene como tapa una servilleta.

5. ¿Por qué el barómetro contiene mercurio y no agua para medir la presión?

Momento 2.

 Con base en el video sobre el derrame de petróleo: 

El pozo, se ha perforado bajo una lámina de agua de 1.865 metros y ha alcanzado un total de 9.684 metros, lo que hace que sea una los pozos más profundos operados por la compañía.

¿Qué presión hidrostática tenían que sufrir los buzos a esa profundidad?

Momento 3

Consulta los siguientes interrogantes:

 a) ¿Cuantos kilómetros  de capa atmosférica tiene la Tierra?

b) ¿Qué le sucede al alpinista durante el proceso de ascenso por la colina? ¿Por qué?

c) ¿Cómo varia el peso de la columna de aire sobre el alpinista respecto a la altura? ¿qué concluyes?

d) Según observaste en la animación que el personaje tenía un traje especial para estar a la altura sobre la tierra ¿Por qué? Explica.

e) Calcula el peso de una columna imaginaria de aire sobre área aproximada de tu mano abierta, además explica por qué no se siente esa presión en tu mano.

f) La Paz es una de las ciudades más importante de Bolivia, en ésta los deportista de alta rendimiento quienes no está adaptados a vivir este lugar, presentan enormes dificultades para llevar a cabo de manera efectiva sus actividades deportivas. ¿Cuál es la causa de dicha problemática? Explica.

 Ahora lee el siguiente párrafo y  soluciona los interrogantes planteados:

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión del vapor es igual a la presión externa (presión atmosférica). Cuando se aplica calor a un líquido, su presión de vapor aumenta hasta hacerse igual a la presión atmosférica dando lugar a la formación de burbujas. El punto de ebullición varía con la presión externa que existe por encima de la superficie del líquido. 

Al descender la presión, el punto de ebullición disminuye; un aumento en la presión aumenta el punto de ebullición. Por ejemplo  para el agua, la presión de vapor alcanza a la presión atmosférica al nivel del mar a la presión de 760 mmHg a 100°C. Puesto que la presión de vapor aumenta con la temperatura, se sigue que para una presión mayor de 760 mmHg (por ejemplo, en una olla a presión), el punto de ebullición está por encima de los 100°C y para una presión menor de 760 mmHg (por ejemplo, en altitudes por encima del nivel del mar), el punto de ebullición estará por debajo de 100°C. 

a. ¿Cómo reconoces que el agua hierve? Explica.

b. ¿Es posible que el agua hierva sin calentarse? Explica.

c. Dos personas toman café hirviendo, una a nivel del mar y la otra lo toma a altura determinada sobre el nivel del mar. ¿cuál persona se puede quemar más al tomar café hirviendo? ¿Por qué?

d. ¿Qué puedes afirmar respecto a la variación de presión atmosférica y su influencia en el clima? Explica.

Actividad 2

PRINCIPIO DE PASCAL

Esta actividad experimental se observa una aplicación del Principio de Pascal y de la prensa hidráulica en el modelo de  la construcción de un elevador hidráulico. Antes de empezar a realizar las actividades programadas, debes recordar en qué consisten el principio de pascal y la prensa hidráulica.

Principio de Pascal: La presión ejercida sobre la superficie de un líquido contenido en un recipiente cerrado se transmite a todos los puntos del mismo con la misma  intensidad.

Prensa hidráulica: consta de recipiente lleno de líquido con dos cuellos de diferente sección cerrados con émbolos ajustados y capaces de resbalar libremente dentro de los tubos (pistones). Nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. 

Como P1=P2(porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)

Entonces:  F1 /A1 =   F2/ A2     por lo que despejando un término se tiene que:      

 F2 = F1 x A2

              A1

  CONSTRUCCIÓN DE UN ELEVADOR HIDRÁULICO

Guía para la construcción del elevador 

Materiales: 

• 2 jeringas grandes  (30 ml)

• 1 jeringa pequeña (10 ml)

• Soportes para sujetar las jeringas

• Kit para administrar sueros también llamado venoclisis o equipo de infusión, aunque estos elementos se pueden conseguir en cualquier droguería o farmacia, también se pueden utilizar,  manguera de mimbre o manguera de acuario o manguera de tomar nivel, los cuales se pueden conseguir en una ferretería.

• 3 conectores para tubos de plástico tipo 

• Dos válvulas  anti retorno, también puedes utilizar pinzas para el cabello o clips de papelería

• Una llave de paso  o pinzas para el cabello o clips de papelería. 

• Pegante para plástico (Súper Bonder o silicona líquida)

Construcción 

1. Cortamos el tubo de plástico en seis partes iguales, tres de aproximadamente 15 cm de largo y otras tres partes iguales de aproximadamente 5 cm de largo.

2. Conectamos a cada una de las jeringas,  un tubo de 5 cm utilizando el pegamento.

3. Conectamos cada una de las jeringas previamente acopladas con los tubos, a la T.

4. A la jeringa de 10 ml, le conectamos a cada lado de la T, una válvula antiretorno teniendo en cuenta el mismo sentido de funcionamiento, sino conseguiste la válvula entonces conecta a cada lado de la T un tubo, y la circulación del líquido, la controlas con las pinzas o clips.

5. Extraemos del kit de infusión la llave reguladora (es una llave que gira cuando la empujamos con el pulgar) y la ingresamos en uno de los tubos de 15 cm, esta llave la utilizaremos como una llave de paso.

6. Al tubo anterior le conectamos en cada extremo un jeringa grande y extraemos el embolo de una de ellas.

7. El dispositivo anterior lo conectamos a la jeringa de 10 ml mediante tubos.

8. Aseguramos a los soportes las jeringas unidas. 

9. Llena el dispositivo con agua o liquido de algún color.

Funcionamiento

1. Se hala embolo de jeringa de 10 ml, y succiona agua del reservorio (jeringa sin embolo)

2. Se oprime el embolo de jeringa de 10 ml, y liquido fluye por la otra vía, la llave de antiretorno 1 se cierra y se abre la numero 2, y así sucesivamente, hasta que el embolo grande alcance la altura deseada.

3. Para devolver el embolo grande, se abre la llave de paso, y se oprime el embolo grande, el líquido se devuelve hacia el reservorio. 

Llave 

Ahora analiza y resuelve las siguientes situaciones :

1. ¿Qué observaste cuando halaste y luego cuando  empujaste el embolo  del diseño que construiste? Describe.

2. ¿Qué papel desempeñan las válvulas antiretorno? Explica

3. ¿Por qué es necesaria la llave de paso entre el reservorio y el embolo –elevador? Explica.

4.   Escribe una estrategia para que el funcionamiento de las válvulas, faciliten que el dispositivo alcance el objetivo propuesto.

5.   Compara la fuerza aplicada al empujar el embolo, con el peso del objeto que se desea elevar. ¿Es ventajoso el mecanismo? explica

6.   ¿Qué limitantes crees que tiene el diseño que construiste? Explica.

7.   Compara el diseño del elevador con el funcionamiento de un gato hidráulico. ¿Son iguales los mecanismos? Dibuja ambos mecanismos

Actividad 3.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido recibe una fuerza de abajo hacia arriba, llamada empuje, igual al peso del líquido desalojado.

E= δ   fluido*g*Vsumergido 

E =  empuje

 δ =  densidad del fluido

 V =  volumen del cuerpo sumergido.

Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba.

Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer la densidad del cuerpo.

Entonces, se pueden producir tres casos:

1.     Si el peso es mayor que el empuje (P > E), el cuerpo se hunde. Es decir, la densidad del cuerpo es mayor la del líquido.

2.    Si el peso es igual que el empuje (P = E), el cuerpo no se hunde ni emerge. La densidad del cuerpo es igual la del líquido.

3.    Si el peso es menor que el empuje (P < E), el cuerpo flota. La densidad del cuerpo es menor al del líquido.

Actividad 4.

ALGUNAS APLICACIONES DEL PRINCIPIO DE BERNOULLI

 FUNCIONAMIENTO DE UN CARBURADOR

Esta actividad comprende  dos eventos; uno sobre el funcionamiento de un carburador y otro evento sobre construcción de un bumerang.

Cuba del carburador: tiene como misión mantener constante el nivel de combustible a la salida del surtidor. Cuando baja el nivel de combustible cede el muelle y se abre el paso al combustible y cierra el paso del mismo, por el efecto de flotamiento de la boya en el líquido combustible.”

 “Surtidor: consiste en un tubo calibrado, situado en el interior de la canalización de aire del carburador, tiene su boca de salida a la altura del difusor o venturi (estrechamiento). Tiene la misión de dosificar la cantidad de combustible que puede salir por el surtidor en forma de aerosol o spray a través de un conducto  hasta los pistones debido a la depresión creada en el Venturi.

“El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime la mezcla, transmite la presión de combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de la combustión en la carrera de escape y produce un vacío en el cilindro que “aspira” la mezcla en la carrera de aspiración.”

Un carburador es un artefacto mecánico donde todo su funcionamiento se basa en la descompresión que crean los pistones del motor en su carrera de bajada. Cuando el pistón desciende durante la etapa de admisión de gases se provoca un vacío en la cámara de combustión, por lo tanto habrá una gran descompresión, tal que se transmitirá a través de la tubería de admisión al carburador y hacía el exterior, lo que causará la entrada de aire en el carburador. Luego, el efecto Venturi  provoca que toda corriente de aire que pasa por una canalización, ocasione una baja de presión. 

Dentro de la canalización tenemos un estrechamiento (Venturi) para aumentar la velocidad del aire y un surtidor comunicado a un deposito con combustible a nivel constante, la descompresión que se provoca en ese punto producirá la salida del combustible por la boca del surtidor que se mezclará con el aire cuando pase en ese momento por el estrechamiento, siendo arrastrado hacia el interior de los cilindros del motor.

a. ¿Qué papel realiza el acelerador durante el funcionamiento del carburador?

b. ¿Por qué entra aire y vapor o aerosol de gasolina en la cavidad estrecha del Venturi? 

c. ¿Qué sucede con la velocidad de circulación de un fluido cuando pasa de un tubo de mayor área transversal a otro de menor área dentro de la cavidad estrecha del Venturi? ¿Aumenta o disminuye?

d. ¿Qué puedes decir acerca de la presión de un fluido cuando aumenta la velocidad de circulación dentro de la cavidad estrecha del Venturi?

Construcción de un bumerang

Pasos:

1. ¿Por qué consideras que las alas del bumerang deben cumplir con condiciones especiales?

2. ¿Por qué el bumerang se devuelve?

3. ¿Qué relación hay entre la forma del ala del bumerang y el ala de un avión?

a. Calcar la forma del bumerang en la tablilla de madera.

b. Recortar lo más exacto posible.

c. Lijar los cantos y perfiles para limas las asperezas # 100. 

d. Dar forma al perfil de los ángulos de ataque de las alas a través de un lijado # 60.

e. Volver a lijar con lija #220.

f. Pintar y decorar.

Preguntas

1. ¿Por qué consideras que las alas del bumerang deben cumplir con condiciones especiales?

2. ¿Por qué el bumerang se devuelve?

3. ¿Qué relación hay entre la forma del ala del bumerang y el ala de un avión?

Actividad 5

CONTEXTOS DE APLICACIÓN 

La siguiente actividad de aprendizaje tiene como propósito extender conceptualmente el teorema de Bernoulli aplicado en dos contextos.

El primero se refiere a  una enfermedad del cuerpo humano, para ello muestra como las arterias se tapan por el uso indebido de los  alimentos y de algunas actividades cotidianas que  perjudican el buen funcionamiento del sistema circulatorio.

El segundo contexto está ligado a funcionamiento de la ventilación de aire en las madrigueras de los topos. Primer contexto:

La acumulación de depósitos grasos y cerosos en el interior de las arterias, tales como el colesterol, calcio y otras sustancias de la sangre, provocan una enfermedad denominada "placa aterosclerótica" o simplemente "placa”.  Las arterias coronarias se estrechan lentamente, haciendo que el corazón reciba menos sangre y oxígeno, trayendo como consecuencia un ataque cardíaco.

Contesta las siguientes preguntas:

1. ¿Qué sucede con  la velocidad de circulación de la sangre, al estrecharse el área de la sección transversal de la arteria? Explica.

2. ¿Qué consecuencia trae la variación de velocidad para el concepto de presión? Argumenta.

3. ¿Qué cambios en el ritmo cardiaco debe realizar el corazón para mantener las variaciones normales de presión?

4. ¿Qué puedes decir acerca de la presión sanguínea, ante la situación propuesta?

Segundo contexto: MADRIGUERAS DE LOS TOPOS

Las ratas topo viven en un laberinto de túneles subterráneos que pueden extenderse más de una milla de largo y una profundidad de 8 pies debajo de la superficie del suelo.  De vez en cuando hacen una apertura hacia el mundo exterior a patear el suelo excavado a la superficie, donde forma pequeños montículos. 

Los topos suelen establecerse en las praderas, prefiriendo los terrenos mullidos y frescos, como son los de huerta.

Su habitación o nido está a medio metro, o algo más, bajo el nivel del suelo. Procuran hacer su madriguera en parajes defendidos por la vegetación, sobre todo de arbustos espinosos.

Otras veces la sitúan al pie de un muro, o bajo las raíces de un árbol, buscando así abrigo contra la lluvia y los derrumbamientos. Prefieren, al parecer, los lugares elevados a los muy bajos. Huyen de los terrenos húmedos en exceso, así como de los muy pedregosos y de los que permanecen secos durante mucho tiempo.

Encima de su vivienda amontonan la tierra extraída en la excavación, llamada ``topera''. Montículo que mide aproximadamente 30 centímetros de altura por 60 a 90 cm de diámetro. Esta tierra que cubre el nido, a manera de techo, está bien apelmazada y apisonada. La madriguera consta de una cámara central o "nido", de paredes lisas, y cuyo fondo está tapizado de musgo, hojas secas o hierba, y de un sistema complicado de galerías, cuyo diámetro mide de  cuatro a cinco centímetros. 

Partiendo del nido, se dirigen unas cámaras hacia arriba, que son las utilizadas para echar afuera la tierra; otras rodean el nido a manera de caminos de ronda. Otra Galería conduce al terreno de caza, alejado a veces un centenar de metros del nido. Por último, hay una galería de fuga, que mide frecuentemente 30 a 40 metros y conduce al exterior después de numerosas revueltas.

Resuelve los siguiente interrogantes :

• ¿Qué objetivo tiene la intercomunicación entre los túneles?

• ¿Por qué la red de túneles tiene varias salidas a la superficie?

• ¿Por qué algunos túneles son anchos y otros angostos?

• ¿La diferencia de altura entre la superficie y un punto en el túnel o en una recamara, influye en la fluidez del aire?

• ¿Qué relación tiene las minas y las madrigueras de los topos?

• ¿Qué propiedad del teorema de Bernoulli se debe tener en cuenta para la construcción de túneles por parte de los topos y por parte de los mineros?

Actividad 6.

TENSION SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD

Momento 1 experimental

1. Para esta actividad debes predecir, observar y explicar.

Observa los siguientes objetos: vaso con agua, alfiler y aguja. Luego, que sucedería cuando se ponga con cuidado  el alfiler o la aguja sobre la superficie del agua. Es decir, el siguiente interrogante: 

• ¿Será que la aguja o alfiler se hunden al ser puesta sobre la superficie del agua, siendo que estos objetos tienen mayor densidad que el agua?

2. Analiza y observa con cuidado la demostración, para que compruebes tus predicciones, luego, soluciona las siguientes problemáticas argumentando a partir de la evidencia: 

Materiales: Vaso, agua, alfiler aguja o clips.

1. Coloca con cuidado sobre la superficie del agua reservada en un platón o vaso desechable un alfiler o aguja o clips, tal que permanezcan a flote. 

2. Teniendo en cuenta que la densidad del acero y del agua son respectivamente 7.8 gr/cm3 y 1  gr/cm3, 

• ¿por qué cuando la aguja de acero se ubica con cuidado sobre la superficie del agua, ésta no se hunde? 

• ¿Esta característica es exclusiva del agua? Argumenta

• ¿Cómo explicas el hecho de que ciertos mosquitos puedan caminar por la superficie del agua?

Tensión superficial es la fuerza de atracción intermolecular en la superficie, causada por las fuerzas cohesivas entre las moléculas dentro de un líquido, sobre todo entre los átomos vecinos. Las moléculas de la superficie, no tienen átomos por encima y presentan fuerzas atractivas más fuertes hacia los lados de la superficie.

1. Observa los siguientes objetos:

Momento 2 experimental 

Vaso con agua, atado con una lana por el borde del vaso, el otro extremo del trozo de lana se coloca en el interior de otro vaso. Luego, que sucedería cuando se inclina el vaso con agua. Es decir, les solicita el siguiente interrogante: 

• ¿Será que el agua se derrama o se desplaza a través de la lana hacia el otro vaso?

2. Ahora observa con cuidado y lleva a cabo la demostración. 

Seguidamente soluciona a las siguientes problemáticas argumentando a partir de la evidencia:

Materiales: Dos vasos, trozo de lana (50 cm), agua.

 

a. ¿Por qué consideras que el agua se desliza por la lana y no se desprende? Argumenta.

b. ¿La propiedad anterior es debido a la contextura de la lana o es una característica del agua o de ambos?

c.   ¿Porque cuando se derrama agua u otro líquido, rápidamente utilizamos un paño o toalla de cocina para secarlo y no otro objeto? Explica. 

d.¿Qué sucede si en vaso con agua se introduce un pitillo muy delgado? ¿Por qué?

 e. ¿Por qué la superficie del agua en un tubo de ensayo es cóncava hacia arriba, mientras que si fuera mercurio la superficie es cóncava hacia abajo? Argumenta.

 f.¿Qué papel desempeñan el xilema y el floema en la circulación de la planta? Explica.

g. ¿En qué parte de la circulación de las plantas se da en fenómeno de capilaridad de los fluidos? Argumenta.

h ¿Qué otros factores se debe tener en cuenta en el sistema de circulación de la savia, para que llegue a todas las partes de la planta?

i. ¿En qué parte de la circulación de la sangre del cuerpo humano, se presenta el fenómeno de capilaridad? 

j. ¿Qué otros factores contribuyen para que la irrigación sanguínea llegue a todo el cuerpo?

LA CAPILARIDAD

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que le confiére la capacidad de subir o bajar por un tubo de diámetro muy pequeño del orden de la micras llamado capilar, la capilaridad depende de su tensión superficial, la adhesión o fuerza intermolecular del líquido y cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.

CAPILARIDAD EN PLANTAS

Gracias a la capilaridad puede llevar la savia, nutrientes y energía a todas las partes de la planta, inclusive las más lejanas de la raíz a pesar de la fuerza de gravedad. Ya que por ósmosis, penetran hacia el interior de la raíz, donde se producen nuevos procesos osmóticos que contribuyen al ascenso de savia por los vasos leñosos del tallo.

4. Finalmente, el profesor para cerrar esta actividad recoge en el tablero las principales temas que están alineadas con las ideas científicas, las cuales se han producido a lo largo del proceso de socialización de la serie de tareas abordadas hasta el momento, solicita a los estudiantes que realicen una descripción de la aplicación de la capilaridad en un sistema de riego o como es el proceso de humedad en las paredes y proponer una estrategia de solución. 

Para realizar un resumen, en pequeños grupos de  estudiantes,  diseñan un juego de concéntrese, tal que se debe destapar una ternas para obtener puntos. Las ternas estarán  formadas por los términos, conceptos, formulas y aplicaciones, de tal manera que, los participantes encontraran la relación respectiva a cada concepto.

Palabra Definición

Presión

Presión atmosférica

La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa.

P= F/A

Pa= d  g  h

Pa: presión atmosférica

d:densidad del mercurio

h:altura de la columna de mercurio 

(0.76m al nivel del mar)

La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

Afilado de un cuchillo

Cámara de vacío* *

Presión hidrostática

La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido.

Buzos

Ph= d  g  h

densidad(d)

la gravedad(g)

y la profundidad(h)

*

*

Principio Pascal

La presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

Gato hidráulico

F1/A1= F2/A2

Tarea

1.   En una piscina el agua llega hasta 3 metros de altura y en el fondo hay una tapa circular de      10 cm de radio.

• ¿Qué fuerza hay que realizar para abrir dicha tapa? 

2.   Un alpinista ha medido la presión atmosférica al pie de una montaña y en la cima, marcando, 800 mm y 400 mm respectivamente. 

• ¿Qué altura tiene la montaña?

3.   ¿ Cuántos globos de helio de aproximadamente de 30 cm de radio son necesarios para alzar una niña de 40 kg de masa? 

4. Un barco carguero madera (δ = 0.6 gr/cm3 densidad de la madera) transporta mercancía en contenedores  de masa aproximada de 50 kg cada uno. El barco tiene las  siguientes dimensiones, de longitud 18 m, ancho 8 m y 0.5 m de alto. ¿Cuántos contenedores se pueden cargar en el barco?