FISICA - MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

 

Resumiendo un poco lo del MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU)

 Una cosa que da vueltas tiene movimiento circular. Por ejemplo, un trompo, una calesita o las agujas del reloj. Si lo qué está girando da siempre el mismo número de vueltas por segundo, digo que el  movimiento circular que tiene es UNIFORME. (MCU)

 Ejemplos de cosas que se mueven con movimiento Circular Uniforme

 La tierra.  Siempre da una vuelta sobre su eje cada 24hs. También gira alrededor del sol. Da una vuelta cada 365 días. Un ventilador, un lavarropas o los viejos tocadiscos La rueda de un coche que viaja con velocidad cte. 

Las ruedas se mueven con movimiento circular.

Repasemos un  poco el concepto de:

 

Ángulo θ con centro en C.

El radián

Si tenemos un ángulo cualquiera y queremos saber cuánto mide, tomamos un transportador y lo medimos. Esto nos da el ángulo medido en grados. Este método viene de dividir la circunferencia en 360º, y se denomina sexagesimal.

(Para usar la calculadora en grados hay que ponerla en DEG, Degrees, que quiere decir grados en inglés).

El sistema de grados sexagesimales es una manera de medir ángulos, pero hay otros métodos, y uno de ellos es usando radianes.

Ahora veamos el asunto de medir los ángulos pero en radianes.

Para medir un ángulo en radianes se mide el largo del arco (s) abarcado por el ángulo θ de la figura a la izquierda. Esto se puede hacer con un centímetro, con un hilito o con lo que sea. También se mide el radio del círculo.

Para obtener el valor del ángulo (θ) en radianes  usamos la fórmula:

 Y tenemos el ángulo medido en radianes

Hacer la división del arco sobre radio significa ver cuántas veces entra el radio en el arco. Como el radio y el arco deben medirse en la misma unidad,  el radián resulta ser un número sin unidades.

Esto significa que el valor del ángulo en radianes solo me indica cuántas veces entra el radio en el arco. Por ejemplo, si el ángulo θ mide 3 radianes, eso significa que el radio entra 3 veces en el arco abarcado por ese ángulo.

Su quisiéramos calcular o conocer al valor del arco, hacemos:

 

¿Cuántas veces entra el radio en el arco marcado?

 

¿A cuántos grados equivale un radián?

Pero el valor de un ángulo en radianes se puede expresar (convertir) en grados. En una circunferencia entera (360º) el arco entero es el perímetro, que es igual a 2 Pi por radio.

Así, a partir de la fórmula  
  

Es que 360° equivalen a:

Un ángulo de un radián equivale a un ángulo de 57,3º.

Para usar la calculadora en radianes hay que ponerla en "RAD" 

 

Resumiendo(es lo que se usa) Sistema sexagesimal  360º (giro completo) equivale a 2π en radianes 360º = 2π   ( giro completo) 180º=  π     ( medio giro ) 90º = π/2    (un cuarto de giro) Etc…

Periodo y frecuencia

La principal característica del movimiento circular uniforme es que en cada vuelta o giro completo de 360°, equivalente a un ciclo, se puede establecer un punto fijo como inicio y fin del ciclo.

En física, los ciclos son también llamados revoluciones para un determinado tiempo.

El periodo (T) de un movimiento circular es el tiempo que tarda una partícula o un cuerpo en realizar una vuelta completa, revolución o ciclo completo.

“El periodo por ser tiempo se expresa en segundos (s)”

Por ejemplo, el periodo de rotación de la tierra es 24 horas. El periodo de rotación de la aguja grande del reloj es de 1 hora. La unidad utilizada para el periodo es el segundo o, para casos mayores, unidades mayores.

Conocida la frecuencia (en ciclos o revoluciones por segundo) se puede calcular el periodo (T) mediante la fórmula:

 

Se denomina frecuencia (F) de un movimiento circular al número de revoluciones, vueltas o ciclos completos durante la unidad de tiempo. La unidad utilizada para cuantificar (medir) la frecuencia de un movimiento es el Hertz (Hz), que indica el número de revoluciones o ciclos por cada segundo.

Para su cálculo, usamos la fórmula

(o Hertz)

“La frecuencia F por ser la inversa del periodo T se expresa en 1 sobre segundos (1/s)”

(En ocasiones se usa, en vez de 1/s el Hertz (Hz), seg ⁻¹  o s ⁻¹).

 

 

Posición angular (θ)

Podemos imaginar, como ejemplo, que se tiene una piedra amarrada a una cuerda y la movemos en círculos de radio r.  En un instante de tiempo t el móvil (en nuestro caso la piedra) se encuentra en el punto P. Su posición angular (lo que la piedra ha recorrido en la circunferencia) viene dada por el ángulo θ, formado por  el punto P, el centro de la circunferencia C y el origen O (desde donde empezó a girar la piedra).

 

Imaginemos el punto rojo (P) como una piedra que gira amarrada al punto C.

Una vez situado el origen O describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes angulares.

 

 

 

 

 

La velocidad angular (ω)

Cuando un objeto se mueve en una circunferencia, llevará una velocidad, ya que recorre un espacio, pero también recorre un ángulo.

Para tener una idea de la rapidez con que algo se está moviendo con movimiento circular, se ha definido la velocidad angular (ω) como el número de vueltas que da el cuerpo por unidad de tiempo.
 
Si un cuerpo tiene gran velocidad angular quiere decir que da muchas vueltas por segundo.

De manera sencilla: en el movimiento circular la velocidad angular está dada por la cantidad de vueltas que un cuerpo da por segundo.

Otra manera de decir lo mismo sería: en el movimiento circular la velocidad angular está dada por el ángulo recorrido (θ) dividido por unidad de tiempo. El resultado está en grados por segundo o en rad por segundo.

 

 

ω = velocidad angular en rad/seg.

θ = desplazamiento angular en rad.

t = tiempo en segundos en que se efectuó el desplazamiento angular.

 

Ahora a modo de cálculo, la velocidad angular también se puede determinar si sabemos el tiempo que tarda en dar una vuelta completa o periodo (T):

·       Giro completo, el ángulo recorrido son 360º, pero como estamos en movimiento circular usamos los radianes, o sea 2π

·       Y el tiempo empleado, es el tiempo que tarda en dar una vuelta, que lo llamábamos periodo T

Reemplazando en la fórmula de velocidad angular ω

Como sabíamos  que:

  Entonces  reemplazando en ω:

Aquí debemos apuntar que una misma velocidad angular se puede expresar de varias maneras diferentes.

Por ejemplo, para las lavadoras automáticas o para los motores de los autos se usan las revoluciones por minuto (rpm). También a veces se usan las rps (revoluciones por segundo).

También se usan los grados por segundo y los radianes por segundo.

Es decir, hay muchas unidades diferentes de velocidad angular. Todas se usan y hay que saber pasar de una a otra, lo que se hace aplicando una regla de 3 simple.

Por ejemplo, pasar una velocidad de 60 rpm (es lo mismo que decir 60 vueltas completas por minuto) a varias unidades diferentes:

La más importante de todas las unidades de velocidad angular es radianes por segundo. Esta unidad es la que se usa en los problemas.

Nota importante:

Según lo anterior es correcto, entonces, decir que la velocidad angular es

Pero resulta que el radián es sólo un número comparativo, por lo mismo que la palabra radián suele no ponerse y en la práctica la verdadera unidad es, que también puede ponerse como, e incluso como. 
En efecto, muchas veces la velocidad angular se expresa en segundos elevado a menos uno  () y para quienes no lo saben resulta incomprensible.

 

 

 

 Trasmisión de un movimiento circular.

 La velocidad tangencial (vt)

Aparte de la velocidad angular, también es posible definir la velocidad lineal de un móvil que se desplaza en círculo.

Por ejemplo, imaginemos un disco que gira. Sobre el borde del disco hay un punto que da vueltas con movimiento circular uniforme.

Ese punto tiene siempre una velocidad lineal que es tangente a la trayectoria. Esa velocidad se llama velocidad tangencial.

Para calcular la velocidad tangencial hacemos: espacio recorrido sobre la circunferencia (o arco recorrido) dividido por el tiempo empleado, que expresamos con la fórmula:

 Pero como

  

Entonces 

 
Que se lee velocidad tangencial es igual a velocidad angular multiplicada por el radio.

 

Como la velocidad angular (ω) también se puede calcular en función del periodo (T) con la fórmula

 

 

Y la velocidad tangencial siempre está en función del radio, entonces la fórmula

 

Se convierte en

 

 Que se lee: la velocidad tangencial es igual a 2 pi multiplicado por el radio (r) y dividido por el periodo (T).

Además, como ω (velocidad angular) se expresa en 

 y el radio se expresa en metros, las unidades de la velocidad tangencial serán metros por segundo (m/seg).

 

 

 

 

La aceleración en los movimientos curvilíneos

En los movimientos curvilíneos o circulares la dirección cambia a cada instante. Y debemos recordar que la velocidad considerada como vector v podrá variar (acelerar o decelerar) cuando varíe sólo su dirección, sólo su módulo o, en el caso más general, cuando varíen ambos.

 La aceleración asociada a los cambios en dirección

En razón de la aseveración anterior, y desde un punto de vista sectorial (distancia), un movimiento circular uniforme es también un movimiento acelerado, aun cuando el móvil recorra la trayectoria a ritmo constante.

La dirección del vector velocidad, que es tangente a la trayectoria, va cambiando a lo largo del movimiento, y esta variación de v que afecta sólo a su dirección da lugar a una aceleración, llamada aceleración centrípeta.

 

Aceleración centrípeta (ac)

Cuando se estudió la aceleración en el movimiento rectilíneo, dijimos que ella no era más que el cambio constante que experimentaba la velocidad por unidad de tiempo.

 En este caso, la velocidad cambiaba únicamente en valor numérico (su módulo o rapidez), no así en dirección.

Ahora bien, cuando el móvil o la partícula realiza un movimiento circular uniforme, es lógico pensar que en cada punto el valor numérico de la velocidad (su módulo) es el mismo, en cambio es fácil darse cuenta de que la dirección del vector velocidad va cambiando a cada instante.

La variación de dirección del vector lineal origina una aceleración que llamaremos aceleración centrípeta. Esta aceleración tiene la dirección del radio y apunta siempre hacia el centro de la circunferencia.

Como deberíamos saber, cuando hay un cambio en alguno de los componentes del vector velocidad tiene que haber una aceleración. En el caso del movimiento circular esa aceleración se llama centrípeta, y lo que la provoca es el cambio de dirección del vector velocidad angular.

Aceleración centrípeta.

Veamos el dibujo de la derecha:

El vector velocidad tangencial cambia de dirección y eso provoca la aparición de una aceleración que se llama aceleración centrípeta, que apunta siempre hacia el centro.

La aceleración centrípeta se calcula por cualquiera de las siguientes dos maneras:

    PROBLEMAS

5- Un móvil con trayectoria circular recorrió 820° ¿Cuántos radianes son?

6- Si un cuerpo gira con una velocidad angular de W = 15 [1/s] en un círculo de 1,5 m de radio

        Averigua:

a)     Período.

b)     Frecuencia del movimiento.

c)     Velocidad Tangencial.

d)     Aceleración centrípeta

 

a)     (T) Periodo: Es el tiempo que tarda en realizar una vuelta completa

             W = 2 pi/T despejo T

             T. W = 2 pi

               T = 2 pi/W  = 2 x 3,141516 /15 = 0,4188 seg

               T= 0,4188 seg

b)      Frecuencia

F = 1/T = 1/0,4188 = 2,388 [1/seg]

c)       Velocidad Tangencial:

Vt=W.R = 15 . 1,5 = 22,5 m/s 

d)      aceleración centrípeta

Ac=W².R=15 . 15 . 1,5 = 337.5 m/s2 

7-Uno de los caballos de un tiovivo, situado a 2 m del centro del mismo, gira a razón de     tres vueltas por minuto. Calcula: 

a) Periodo y frecuencia.                                                                                                                                            b) Velocidad angular.                                                                                                                                                      c) Velocidad lineal o tangencial del caballo.                                                                                                                              d) Aceleración normal o centrípeta de dicho caballo.

(Ojo con las unidades de tiempo)

             a)

Periodo: (T) Tiempo que tarda en dar una vuelta completa

Como dice que en 1 min da tres vueltas (v)

1 v ---------------------x

3 v ------------------- 1 min = 60 s

1/3 = x/60 s

60 s/3  = x

x= 20 s es decir ese es T 

Frecuencia es su inversa: F = 1/T = 1/20 s = 0,05 1/s

b) Velocidad angular (W)

W=2 pi/T o 2 pi F

W= 2 pi /20 s= 0,31415 1/s

c) Velocidad Tangencial Vt

Vt= W . r = 0,31415 . 2 = 0,6283 m/s

e)      Aceleración centrípeta (Ac)

Ac = W² r = 0,19738 m/s2

9.- La velocidad angular de un tocadiscos de 1970 es de 45 r.p.m.

Calcula: 

 a) Velocidad angular

 b) Número de vueltas que dará en 5 minutos.

c) Velocidad tangencial de una mosca situada sobre el disco a 10 cm del centro.

d) Aceleración de la mosca.

(Nota: rpm son revoluciones por minuto o vueltas por minuto)

Es decir que 45 r.p.m. = 45 vueltas por minuto = 45 vueltas / 60 seg = 0,75 1/s

a)     Velocidad angular (W)

       W = 2 pi / T = 0,75 1/s

 

b)     Numero de vueltas que dará en 5 minutos

45 r.p.m. es 45 vueltas por minuto

Si ese valor lo multiplico por 5 me da las vueltas en 5 minutos

45 x 5 = 225 vueltas en 5 minutos

 

c)     Velocidad tangencial de una mosca situada sobre el disco a 10 cm del centro

Vt = W.r

        W= 0,75 1/s

         r = 10 cm = 0,1 m

       Reemplazo

       Vt = 0,75. 0,1 = 0.075 m/s

d)      Aceleración de la mosca

Ac = W². r = 0,75². 0,1 = 0,05625 m/s2 

10) Calcula la aceleración centrípeta de un objeto que gira a razón de 4 vueltas en 10 seg. si el diámetro  de giro es de 3 metros.

                    4 vueltas en 10 s es lo mismo 0,4 en 1 s que es la Velocidad Angular (W)

W = 4 v/ 10 s = 0,4 / 1 s

r = d/2 = 3 / 2 = 1,5 m

Ac = W ². r = 0,4². 1,5 = 0,24 m/s2

FISICA - FLUIDOS

 

LOS FLUIDOS

1.    Definir que es un fluido. Ejemplificar.

Se denomina fluido a la materia compuesta por moléculas atraídas entre sí de manera débil, de manera que no tiene la capacidad de sostener su forma concreta, sino que adquiere la del recipiente en donde esté contenida. En esto se distingue de los sólidos, cuyas partículas no cambian de posición tan fácilmente, sino que se resisten al desplazamiento.

En principio, tanto los gases como los líquidos pueden catalogarse como fluidos, ya que ninguno conserva su forma específica. Pero existen entre ellos diferencias, ya que los gases tienen todavía menor atracción entre sus partículas, lo cual les permite ser comprimidos, cosa que con los líquidos no puede hacerse. A pesar de ello, los principios de la fluidez (estáticos y dinámicos) aplican tanto para unos como para otros.

 

2.       ¿Cuáles son las ramas de la física que estudia los fluidos? Definir cada una

La mecánica de fluidos es parte de la física y como tal, es una ciencia especializada en el estudio del comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento. ... La mecánica de fluidos clásica se divide principalmente en estática de fluidos y dinámica de fluidos.

 

 

3.     Explicar la diferencia entre expansibilidad, compresibilidad y viscosidad de los fluidos

PROPIEDADES DE UN FLUIDO –

Densidad: es la medida del grado de compactación de un material. Para un fluido homogéneo se define como la masa por unidad de volumen y depende de factores tales como su temperatura y la presión a la que está sometido. Sus unidades en el SI son: kg/m3 . Los líquidos son ligeramente compresibles y su densidad varía poco con la temperatura o la presión. Para una masa dada, la presión, la temperatura y el volumen que ocupa se relacionan por medio de la ley de los gases: pV = mRT, donde R es la constante de los gases ideales y T la temperatura absoluta (grados Kelvin). –

Compresibilidad: En la mayoría de los casos, un líquido se podría considerar incompresible, Enunciar propiedades de los gases y que lo diferencia de los vapores

pero cuando la presión cambia bruscamente, la compresibilidad se hace evidente e importante. Lo mismo ocurre si hay cambios importantes de temperatura. La compresibilidad se expresa mediante el módulo elástico de compresión. –

Viscosidad: es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido está en movimiento. Se le puede ver como una constante de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad. Sus unidades en el SI son: kg s/ m3 . La viscosidad de un líquido decrece con el aumento de temperatura, pero en los gases crece con el aumento de temperatura. Esta diferencia es debido a las fuerzas de cohesión entre moléculas. Esta propiedad también depende de la presión. - Tensión superficial: Una molécula dentro del líquido es atraída en todas direcciones por otras moléculas mediante fuerzas cohesivas. Cuando un líquido está en contacto con algún otro medio (aire, otro líquido, un sólido) se forma una superficie de contacto entre el líquido y el otro medio. Dentro del líquido, y lejos de su superficie de contacto, una molécula se encuentra en equilibrio : la suma de las fuerzas de atracción es cero. Sin embargo, en la superficie de contacto, la suma de estas fuerzas tiene como resultante una fuerza neta, perpendicular a la superficie y con sentido hacia el interior del líquido. Esta fuerza hacia el interior hace que la superficie de contacto se comporte como una membrana. Una de las consecuencias de la tensión superficial es la capilaridad.

 

A) Propiedades comunes con los sólidos y los líquidos

1. L o s g a s e s p e s a n (tienen masa): para comprobarlo debemos pesar un recipiente vacío y luego lleno de gas, y comprobar la masa del gas. Dado que los gases pesan tan poco, se debe utilizar un recipiente donde se pueda meter suficiente cantidad de gas (que pueda soportar mucha presión): por ejemplo un balón de fútbol. El balón pesa más lleno que vacío.

 2. L o s g a s e s o c u p a n v o l u m e n (que si la temperatura y la presión no cambian, es un volumen fijo): un globo lleno de aire, o una colchoneta llena de aire, ocupan más volumen que sin llenar. Y este volumen no cambia si la temperatura y la presión no cambian.

3. L o s g a s e s t i e n e n d e n s i d a d: al igual que los sólidos y los líquidos, los gases tienen densidad ( volumen masa densidad = ). Y cada gas tendrá una densidad característica que no variará si no cambian ni la presión ni la temperatura. La densidad de los gases es pequeñísima en comparación con la de los líquidos o los sólidos.

 4. L l e n a n t o d o e l v o l u m e n q u e o c u p a n: puede parecer que un recipiente lleno de gas (aire, por ejemplo) está “vacío” y que, por tanto, allí donde hay un gas cabe cualquier otra cosa. Comprobaremos que eso no es cierto y que, igual que cuando un recipiente está lleno de un líquido, ha de salir fuera parte del líquido para poder introducir cualquier otro objeto, en un recipiente lleno de gas, o sale parte del gas fuera o no cabe ya ninguna otra cosa.

B) Propiedades específicas de los gases (que no poseen ni los sólidos ni los líquidos):

1. L o s g a s e s c a m b i a n m u c h o d e v o l u m e n a l c a m b i a r la p r es i ó n. Metemos un globo medio hinchado dentro de una fiambrera donde se puede hacer el vacío, y al disminuir la presión dentro de la fiambrera, el globo se hincha. Luego vuelve a su volumen original cuando la presión vuelve a ser la atmosférica.

2. L o s g a s e s c a m b i a n m u c h o d e v o l u m e n a l c a m b i a r la t e m p e r a t u r a.

a) Colocaremos un matraz erlenmeyer “vacío” (es decir, lleno de aire), y en la boca colocaremos un globo. Al calentar el matraz, aumenta el volumen del gas y el globo se hincha.

b) Un tubo de ensayo se llena con agua y se calienta. Después de unos minutos tiramos el agua y colocamos un globo, bien ajustado, en la boca. Dentro ha quedado aire caliente. Esperamos y cuando el tubo de ensayo se enfría, el globo se da la vuelta y se mete dentro del tubo. Esto es debido a que el aire del tubo de ensayo ha disminuido de volumen al enfriarse. Si se coloca el tubo en hielo, el globo aun se mete más. Calentando, el globo vuelve a salir y si calentamos más, puede llegar a inflarse. Estamos contemplando los cambios de volumen del aire del tubo cuando cambia la temperatura.

3. L o s g a s e s s e d i f u n d e n a g r a n v e l o c i d a d y e n t o d a s l a s d i r e c c i o n e s: a) Si abrimos una botella que contenga un gas muy oloroso (un perfume intenso, por ejemplo), el gas llega rápidamente de una punta a otra del laboratorio

 

Los gases tienen la capacidad de adoptar la forma y el volumen del recipiente que los contenga, porque no poseen formas definidas, y su grado de compresión es alto, pero no como el vapor porque este se encuentra en constante transición entre los estados gaseoso y líquido e incluso puede pasar a un estado sólido.

El vapor posee las mismas características y propiedades que el gas, pero el gas es siempre gas en condiciones normales, mientras el vapor en condiciones normales es un líquido que adquiere sus características cuando se le somete a altas temperaturas y entra en ebullición.

Y es que el vapor es un tipo de gas en constante transición entre el estado gaseoso y el líquido. Es un gas cuando está por debajo de su temperatura crítica, pero puede ser líquido si no se le reduce la temperatura. El gas, en cambio, no puede volverse líquido.

Las partículas de gas no tienen forma definida, pero el vapor sí la tiene si se le observa en un microscopio.

Uno de los estados de la materia es el gaseoso, pero no hay un estado vaporizado.

 

4.    Definir presión atmosférica como incide la altura. Nombrar unidades y valores. ¿Quién fue el primero en verificar dichos valores?

La presión en el interior de cualquier fluido estático queda determinada por el peso que ejerce la columna del propio fluido que tiene encima.

El cálculo de la presión atmosférica es un poco más complicado que la debida a un líquido, ya que la densidad de la atmósfera no es constante. La presión atmosférica disminuye con la altura de manera exponencial (muy rápidamente).

Para pequeñas alturas, las típicas de una montaña, se puede aproximar la función exponencial por una función polinómica de primer grado. Por tanto muy cerca del suelo, la presión atmosférica, P (en atmósferas, atm), disminuye con la altura, h (en km), de la manera:

P = - Pa K h

donde Pa es la presión a nivel del mar (1 atm) y K una constante que indica el ritmo al que decrece la presión. Midiendo la presión y la altura, y representándolas gráficamente podemos determinar la pendiente que nos indica el ritmo al que disminuye la presión con la altura. Como es relativamente fácil medir presiones, la relación entre presión y altura proporciona un modo fácil y directo para determinar la altitud conociendo la presión. Históricamente este ha sido el método más usado para conocer de modo aproximado la altura. Recientemente la llegada del GPS, donde la altura y posición queda determinado gracias a satélites, ha supuesto la eliminación de esta técnica de medida.

 

Mientras que los Celsios y Fahrenheit son unidades de temperatura con las que estamos bastante familiarizados, las unidades para medir la presión no nos son tan conocidas. Bajo estas líneas figuran las unidades que encontrará en la forma de reporte de S'COOL, junto con una breve explicación. hPa - hectoPascales, o cientos de Pascales (neutones por metro cuadrado, la unidad métrica de presión), y es la unidad más usada en la ciencia atmosférica y en S'COOL. La presión atmosférica media son 1013.25 hPa, por lo que su presión variará sobre este número. mb - milibar o miles de bares, donde un bar equivale aproximadamente lo mismo que en la atmósfera. Milibares y hPa son equivalentes con lo que la presión media es de 1013.25 milibares. atm - es la abreviatura de atmósfera. La presión de la superficie de la tierra es nominalmente una atmósfera (1 atm); pero por supuesto que varía dependiendo de las condiciones climatológicas. psi - libra por pulgada cuadrada, y es la unidad media usada por la industria aeronáutica en los E.E.U.U. La presión atmosférica media es de 14.7 psi. Pulgada de Hg - pulgada de Mercurio, y es el número que se da en la mayoría de predicciones meteorológicas en los E.E.UU. La presión media es de 29.92 pulgadas de Hg, con lo que sus mediciones variarán sobre este número. mm Hg - milímetros de Mercurio. La presión media es de 761.84 mm Hg. torr - esta unidad recibió el nombre del científico Torricelli, and es otro nombre que se le da a los mm Hg; la presión media de esta unidad es también 761.84 torr.  Para convertir:  en  Multiplica por:  atm  hPa  1013.25  pulgada Hg  hPa  33.86  mb  hPa  1  mm Hg  hPa  1.33  psi  hPa  68.95  torr  hPa  1.33   Traducción por Camelia Deller

 

Torricelli descubrió la presión atmosférica

5.    Explicar brevemente la experiencia de Torricelli.

 

Básicamente este físico y matemático logró probar que usando mercurio, la presión atmosférica logra equilibrar el líquido en un nivel determinado. Aunque no lo hace elevarse más. Para llegar a esta conclusión llena con mercurio un tubo de cristal de 1 metro, cerrado por un extremo, tapando con el dedo el otro extremo. Voltea el tubo y lo sumerge en un recipiente con mercurio. Al quitar el dedo notó como el mercurio bajaba por el tubo sin llegar al metro porque se detenía a 76 cm. El resto del tubo quedó un vacío. Esa fuerza que empujó hacia abajo la columna de mercurio en el tubo fue a lo que denominó presión atmosférica. El tubo cilíndrico invertido con la parte inferior abierta y la superior cerrada, colocado sobre un depósito de mercurio es el barómetro de mercurio. Fue el instrumento creado por Torricelli en 1643 para medir la presión atmosférica.

Fuente: ¿Quién descubrió la presión atmosférica?
http://presionatmosferica.com/quien-la-descubrio

 

6.     Realizar las tres tareas de investigación que figuran en el apunte. (paso a transcribir)

·       ¿Cuáles son las zonas que se distinguen en la atmosfera? ¿Qué característica tiene cada una de ellas?

Las divisiones entre una capa y otra se denominan respectivamente tropopausa, estratopausa, mesopausa y termopausa.

Troposfera[editar]

 

Sus principales características son:

·       Su espesor alcanza desde la superficie terrestre (tanto terrestre como acuática o marina) hasta una altitud variable entre los 6 km en las zonas polares y los 18 o 20 km en la zona intertropical.

·       A medida que se sube, disminuye la temperatura en la troposfera, salvo algunos casos de inversión térmica que siempre se deben a causas locales o regionalmente determinadas.

·       En la troposfera suceden los fenómenos que componen lo que llamamos tiempo meteorológico.

·       La capa inferior de la troposfera se denomina la capa geográfica, que es donde se producen la mayor proporción de fenómenos geográficos, tanto en el campo de la geografía física como en el campo de la geografía humana.

·       La temperatura mínima que se alcanza al final de la troposfera es de –50 °C aproximadamente.

Estratosfera

Su nombre obedece a que está dispuesta en capas más o menos horizontales (o estratos). Se extiende entre los 9 o 18 km hasta los 50 km de altitud. La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra. A medida que se sube, la temperatura en la estratosfera aumenta. Este aumento de la temperatura se debe a que los rayos ultravioleta transforman al oxígeno en ozono, proceso que involucra calor: al ionizarse el aire, se convierte en un buen conductor de la electricidad y, por ende, del calor. Es por ello que a cierta altura existe una relativa abundancia de ozono (ozonosfera) lo que implica también que la temperatura se eleve a unos –3 °C o más. Sin embargo, se trata de una capa muy enrarecida, muy tenue.

Ozonosfera

Capas de la atmósfera terrestre

Se denomina capa de ozono, u ozonosfera, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 40 km de altitud, reúne el 90 % del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 % al 99 % de la radiación ultravioleta de alta frecuencia.

Mesosfera

Es la tercera capa de la atmósfera de la Tierra. Se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene solo el 0.1 % de la masa total del aire. Es la zona más fría de la atmósfera, pudiendo alcanzar los –80 °C. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La baja densidad del aire en la mesosfera determina la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes.

Termosfera o ionosfera

En la termosfera (de 69/90 a los 600/800 km), la temperatura aumenta con la altitud, de ahí su nombre. Coincide prácticamente con la región llamada ionosfera. Es la cuarta capa de la atmósfera de la Tierra. Se encuentra encima de la mesosfera. A esta altura, el aire es muy tenue y la temperatura cambia con la mayor o menor radiación solar tanto durante el día como a lo largo del año. Si el sol está activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegar a 1500 °C e incluso más altas. En ella se encuentra el 0.1 % de los gases. En esta capa, se encuentra la Línea de Kármán, que es el límite entre atmósfera y espacio exterior, a efectos de aviación y astronáutica.

Exosfera

La última capa de la atmósfera de la Tierra es la exosfera (600/800-2000/10 000 km). Esta es el área donde los átomos se escapan hacia el espacio. Como su nombre indica, es la región atmosférica más distante de la superficie terrestre. Su límite superior se localiza a altitudes que alcanzan los 960 e incluso 1000 km, y está relativamente indefinida. Es la zona de tránsito entre la atmósfera terrestre y el espacio interplanetario.

·       Como es el funcionamiento de un tensiómetro sanguíneo, como se lo utiliza, que indican los valores obtenidos.

La presión arterial depende de la cantidad de sangre que bombea el corazón y de la resistencia que ejercen las arterias al flujo sanguíneo.

Se mide con un tensiómetro que expresa dicha presión en milímetros de mercurio (mmHg).

El tensiómetro mide dos valores:

·       La presión sistólica: Presión cuando el corazón bombea sangre.

·       La presión diastólica: Presión cuando el corazón está en reposo.

 

Funcionamiento de un tensiómetro digital paso a paso

En primer lugar sitúas tu tensiómetro en el brazo y este comienza a añadir presión con aire.

Cuando la fuerza que ejerce el dispositivo supera la presión sanguínea, aplasta la arteria braquial y corta temporalmente (durante unos segundos) el flujo de sangre al antebrazo.

Una vez llegado a este punto el tensiómetro comienza a soltar aire de la bolsa de forma gradual.

Cuando se produce el primer sonido en el brazalete, la sangre vuelve a circular por la arteria.

Esto quiere decir que la presión que ejerce la sangre es la misma que la que ejerce el tensiómetro y por lo tanto vuelve a haber flujo sanguíneo.

Este punto indica la presión máxima o presión sistólica.

Así funcionan los tensiómetros digitales. Hace años, con los antiguos modelos analógicos, los médicos necesitaban utilizar un estetoscopio para poder detectar ese sonido.

Con los tensiómetros actuales el estetoscopio no es necesario, ya que el sonido lo detecta el propio dispositivo automáticamente.

A continuación continúa dejando escapar más aire de la bolsa, disminuyendo la presión.

Cuando la sangre de baja presión consigue pasar a través de la arteria el sonido cesa.

En este punto nos indica la presión diastólica.

Los valores normales de la tensión varían según la edad. Pero como referencia puedes tomar los siguientes:

·       Presión sistólica: 120 mmHg

·       Presión diastólica: 80 mmHg

·       Como se puede explicar la variación del estado del tiempo en función de la presión atmosférica.

La presión del aire también puede cambiar con la temperatura. El aire caliente se eleva y la presión baja. Por otro lado, el aire frío baja y la presión atmosférica sube. De ahí derivan los términos “presión baja” y “presión alta”

Explicación:

Cuanto el aire está caliente la presión baja, pero si el aire esta frio la presión sube.

Cuando el aire está frío, se contrae, aumenta la densidad y, por lo tanto, desciende, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad barométrica o anticiclónica: se forma así una zona de calmas, es decir, sin vientos, ya que el aire frío y pesado desciende lentamente en sentido circular y comienza a girar casi imperceptiblemente en sentido horario en el hemisferio norte y antihorario en el hemisferio sur. Se forma, entonces, un anticiclón. Cuando el aire está caliente, asciende, haciendo bajar la presión y provocando inestabilidad. Se forma así un ciclón o borrasca.

Además, el aire frío y el cálido no se mezclan de manera inmediata, debido a la diferencia de densidades; y cuando se encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se forma entonces un ciclón, o borrasca dinámica. Esta zona de contacto es la que se conoce como frente.

ELECTRICIDAD - LEY DE OHM

 

 

 Circuito en Serie

Resumiremos las tres principales características de los circuitos eléctricos en serie que debes entender: 

Corriente: La cantidad de corriente es la misma que atraviesa en todos los componente de un circuito en serie. 

Resistencia: La resistencia total de cualquier circuito en serie es igual a la suma de las resistencias individuales. 

Tensión: La tensión total en un circuito en serie es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie.

Este contenido ha sido publicado originalmente por: ElectronicaOnline.net