FLUIDOS

O1

FÍSICA

Unidad #1

Fluidos

Estática de los fluidos

Empezar

Objetivos de aprendizaje

Comprender la definición de fluido y sus características

Describir los distintos estados de la materia.

Qué se entiende por presión en un fluido y cómo se mide.

El significado de la densidad de un material.

Aplicar fórmulas para calcular la ventaja mecánica de una prensa hidráulica.

Cómo calcular la fuerza de flotación que ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido en ella.

Diagnóstico

Desarrollo

Cierre

Conocimientos 8º Grado

Ejercicios y problemas

Sesiones de aprendizaje

Situación de aprendizaje

Sesión de aprendizaje

Sesión de aprendizaje

Diagnóstico

Conocer los conocimientos previos acerca de la temática

Empezar

Diagnóstico

Conocimientos previos

En el Mar Muerto, un lago entre Jordania e Israel, el alto porcentaje de sal disuelta en el agua eleva la densidad del fluido, lo que aumenta dramáticamente la fuerza de flotación (boyante) sobre los objetos en el agua. Los bañistas pueden tenderse de espaldas y disfrutar una buena lectura, sin usar colchones flotantes.

Reflexiona

Diagnóstico

Test

Selecciona la respuesta correcta

¡Vamos!

Diagnóstico

Test

Pregunta 1/5

Info

¿En qué estado se presenta la materia?

Solidos, líquidos

Solido, Líquido, Gaseoso, Plasma

Solido, LíquidoGaseoso

Diagnóstico

Test

Pregunta 2/5

¿Qué unidad de medida se puede utilizar para expresar la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo en el SI?

Litros

Kilogramos

Metros cúbicos

Diagnóstico

Test

Pregunta 3/5

Andrea quiere medir la cantidad de materia que tiene su estuche, ¿Qué instrumento debería utilizar para hacerlo?

Una balanza

Una pipeta

Un termómetro

Diagnóstico

Test

Pregunta 4/5

¿En qué estado de la materia las partículas se encuentran más separadas?

Líquido y sólido

Líquido y gaseoso

Solo gaseoso

Diagnóstico

Test

Pregunta 5/5

Observa las siguientes imágenes, ¿Cuál o cuáles tienen la capacidad de fluir?

Solo el agua

Solo el aire del globo

El agua y el aire del globo

Diagnóstico

¡¡Buen trabajo!!

0/5 Correctas Sin comentarios...

3/5 Correctas Bueno

1/5 Correctas Deficiente

4/5 Correctas Muy bueno

5/5 Correctas Excelente

2/5 Correctas Regular

Diagnóstico

Desarrollo

Cierre

Conocimientos 8º Grado

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Sesiones de aprendizaje

Situación de aprendizaje

Sesión de aprendizaje

Sesión de aprendizaje

Desarrollo

Situación de aprendizaje

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Características de los fluidos

Situación de aprendizaje

Características de los fluidos

Presta atención a:

• ¿Qué es un fluido?

Describelo con tus palabras y brinda ejemplos

Tips

Situación de aprendizaje

FLUIDO

Es importante señalar que un fluido es toda sustancia cuyas moléculas pueden deslizarse unas sobre otras como sucede en los líquidos, o bien, las moléculas se mueven sueltas como en los gases, debido a que se encuentran más separadas entre sí. Esto explica por qué los líquidos y los gases no tienen forma definida y se adaptan a la del recipiente que los contiene. Por tanto, el nombre de fluido se le puede dar tanto a un líquido como a un gas, pues ambos tienen propiedades comunes.

Situación de aprendizaje

FLUIDO

Conviene recordar que un gas tiene una densidad (relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa) muy baja, debido a la separación entre sus moléculas y, por tanto, puede comprimirse con facilidad, mientras que un líquido es prácticamente incompresible. Además, un gas es expansible por lo cual su volumen no es constante y al pasarlo a un recipiente de mayor volumen de inmediato ocupa todo el espacio libre. Un líquido, por su parte, no tiene forma definida, pero sí volumen definido.

Sesión de aprendizaje 2

Características de los fluidos

Viscosidad Esta propiedad se origina por el rozamiento de unas partículas con otras cuando un líquido fluye. Por tal motivo, la viscosidad se puede definir como una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.

Sesión de aprendizaje 2

¿El vidrio es un sólido o un líquido?

Sesión de aprendizaje 2

¿El vidrio es un sólido o un líquido?

Sesión de aprendizaje 2

Tensión superficial

La tensión superficial hace que la superficie libre de un líquido se comporte como una finísima membrana elástica. Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre las moléculas del líquido. Cuando se coloca un líquido en un recipiente, las moléculas interiores se atraen entre sí en todas direcciones por fuerzas iguales que se contrarrestan unas con otras, pero las moléculas de la superficie libre del líquido sólo son atraídas por las inferiores y laterales más cercanas. Por tanto, la resultante de las fuerzas de atracción ejercidas por las moléculas próximas a una de la superficie se dirige hacia el interior del líquido, lo cual da origen a la tensión superficial .

Sesión de aprendizaje 2

Tensión superficial

Cohesión Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. Por la fuerza de cohesión, si se juntan dos gotas de agua forman una sola; lo mismo sucede con dos gotas de mercurio. Adherencia La adherencia es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto. Comúnmente las sustancias líquidas se adhieren a los cuerpos sólidos.

Capilaridad

La capilaridad se presenta cuando hay contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados (casi del diámetro de un cabello) llamados capilares. Al introducir un tubo de diámetro muy pequeño en un recipiente con agua se observa que el líquido asciende por el tubo y alcanza una altura mayor que la de la superficie libre del líquido.

Sesión de aprendizaje 3

Pregunta de análisis

• Piensa:
• ¿Qué tiene más masa, una libra de algodón o una libra de clavos?
• ¿Qué pesa más, una libra de algodón o una libra de clavos?
• ¿Qué tiene más volumen, una libra de algodón o una libra de clavos?
• ¿Qué es más denso, una libra de algodón o una libra de clavos?

DENSIDAD

Una propiedad importante de cualquier material es su densidad, la cual se define como su masa por unidad de volumen. Usamos 𝜌 (la letra griega rho) para denotar la densidad. 𝜌=𝑚/𝑉 Dos objetos hechos del mismo material tienen la misma densidad, aunque pueden tener masas y volúmenes diferentes. Esto es porque la proporción de masa a volumen es la misma para los dos objetos.

La unidad del SI de la densidad es el kilogramo por metro cúbico (1 𝑘𝑔/𝑚^3 ). El material más denso que se encuentra en la Tierra es el metal osmio (𝜌 = 22,500 𝑘𝑔/𝑚^3 ), pero su densidad es pequeña en comparación con las densidades de exóticos objetos astronómicos, como las estrellas enanas blancas y las estrellas de neutrones.

Repasa

Ejemplos

1. Si alguien intenta contrabandear lingotes de oro llenando su mochila, cuyas dimensiones son 60 cm x 28 cm x 18 cm, ¿cuál sería su masa? 2. Usted realiza un trabajo de medio tiempo, y un supervisor le pide traer del almacén una varilla cilíndrica de acero de 85.8 cm de longitud y 2.85 cm de diámetro. ¿Necesitará usted un carrito? (Para contestar, calcule el peso de la varilla).

Ejemplos

3. Una botella tiene una masa de 35.00 g cuando está vacía y 98.44 g cuando está llena de agua. Cuando se llena con otro fluido, su masa es de 88.78 g. ¿Cuál es la densidad del fluido? 4. Un cubo de 5.0 cm por lado está hecho de una aleación de metal. Después de perforar un agujero cilíndrico de 2.0 cm de diámetro para atravesar por completo una cara, en forma perpendicular a esta, encuentra que el cubo pesa 7.50 N. a) ¿Cuál es la densidad de este metal? b) ¿Cuánto pesaba el cubo antes de taladrar el agujero en este?

SUPERFLUIDOS

El superfluido es un estado de la materia caracterizado por la ausencia total de viscosidad (lo cual lo diferencia de una sustancia muy fluida, la cual tendría una viscosidad próxima a cero, pero no exactamente igual a cero), de manera que, en un circuito cerrado, fluiría interminablemente sin fricción.

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