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2.- INTRODUCCION

En esta investigación estudiaremos y entenderemos los conceptos de densidad,

peso específico, empuje, presión, hidrostática, ya que en la naturaleza encontramos

una serie de fenómenos que suceden a diario y que en algunas ocasiones pasan

desapercibidos para nuestros ojos. él poder comprender de manera más amplia

estos fenómenos nos ayuda a entender mejor como actúan.

La densidad de los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su volumen

varían de un cuerpo a otro, cuanto mayor es el volumen, mayor es la masa del

cuerpo considerado.

Por lo cual la densidad tiene relación con el peso específico ya que

Está relacionada con el grado de acumulación de materia (un cuerpo compacto es,

por lo general, más denso que otro más disperso), pero también lo está con el peso.

Así, un cuerpo pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es también

mucho más denso.

El peso específico representa la fuerza con que la tierra atrae a un volumen unidad

de la misma sustancia considerada. La relación entre peso específico y densidad es

la misma que la existente entre peso y masa.

Empuje o denominada también fuerza de empuje: que es la fuerza que actúa hacia

arriba reduciendo el peso aparente del objeto cuando éste se encuentra en el agua.

Porque muchos decimos que al introducir un objeto al agua se sumerge total o

parcialmente en el agua, esta experimenta un empuje hacia arriba igual al peso de

líquido desalojado. El concepto de empuje explica por qué la mayoría de las veces

cual es el comportamiento de los objetos en el agua y también las preguntas que

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nos hacemos día a día por que se hunden y flotan y por qué parece estar más

ligeros en el agua. También aplica a la ley denominada principio de Arquímedes

Presión:

Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo deformable, los efectos que provoca

dependen no sólo de su intensidad, sino también de cómo esté repartida sobre la

superficie del cuerpo cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una superficie

dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada,

mayor será entonces la presión resultante.

Hidrostática:

Es la que estudia los líquidos que están en reposo, por lo tanto, da cuenta de

la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. se

trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar

sumergido en un líquido.

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1.-DENSIDAD

La densidad es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un

espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen.

Probablemente a veces hemos escuchado hablar de densidad de la materia o de la

densidad de un bosque o de la densidad poblacional.

Supongamos que vamos a ver un partido de fútbol y nos damos cuenta de que en las

galerías del estadio hay muy poca gente. Si dividimos todos los asientos disponibles

por el número total de asistentes tendremos como resultado un valor numérico

grande, donde habrá más de un asiento por cada persona presente. Si el estadio

está lleno totalmente, en la división propuesta tendríamos un valor numérico menor,

si no sobran asientos, la división sería uno y significaría que hay un asiento por

persona.

Dividir un espacio disponible por el número de personas presentes nos refleja

el concepto de densidad poblacional. También sabemos que Santiago tiene más

densidad poblacional que la ciudad de Limache. Eso significa que en Santiago hay

más personas por metro cuadrado de superficie que en Limache. En los textos de

geografía suele darse información sobre densidad de la población en diversas

ciudades del país y del planeta.

Es altamente probable que en un bosque de pinos, que a futuro será madera, la

densidad de los pinos plantados sea mayor que el de una plaza de una ciudad. Si

contamos los pinos que hay en un cuadrado de 50 metros de lado, probablemente en

el bosque hay más pinos que en la plaza. Entonces diríamos que el bosque tiene

mayor densidad de árboles plantados que la plaza de la ciudad.

Ahora bien, un cuerpo está formado por materia y cada punto que contiene vendría a

representar la unidad de la materia. Por mucho tiempo se consideró que el átomo era

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la unidad de la materia, ahora se sabe que no lo es, pero por ahora es conveniente

que hablemos del átomo como unidad de la materia.

Una pequeña colección de átomos da origen a una molécula. Y una gran colección

de moléculas da lugar a un cuerpo de algún tipo de sustancia. Las moléculas, con su

respectivo tamaño y número de átomos, son diferentes para cada sustancia.

En Física tenemos que trabajar con cuerpos que tienen materia, por lo tanto cada

unidad de materia podría significar una molécula o un átomo. Si el cuerpo es una

sustancia pura, de un solo elemento (como un trozo de aluminio puro por ejemplo),

entonces cada unidad material será un átomo, pero si el cuerpo es una sustancia

compuesta (como un trozo de bronce por ejemplo), cada unidad material podrá

considerarse como una molécula.

Cuántas unidades de materia hay en un cuerpo con determinado volumen

determinan el concepto de densidad.

Como cada unidad material representa un átomo o molécula y estos tienen masa, la

que se mide en gramos o en kilogramos, entonces la densidad de una materia

representa cuántos gramos o kilogramos hay por unidad de volumen.

Hay sustancias que tienen más átomos por unidad de volumen que otros, en

consecuencia tienen más gramos, o kilogramos, por unidad de volumen. Por lo tanto,

hay sustancias que tienen más densidad que otros.

La densidad del agua, por ejemplo, es de 1 gr/cm3. Esto significa que si tomamos un

cubo de 1 cm de lado y lo llenamos de agua, el agua contenida en ese cubo tendrá

una masa de un gramo.

La densidad del mercurio, otro ejemplo, es de 13,6 gr/cm3. Esto significa que en un

cubo de 1 cm de lado lleno con mercurio se tiene una masa de 13,6 gramos.

Los cuerpos sólidos suelen tener mayor densidad que los líquidos y éstos tienen

mayor densidad que los gases.

Lo anterior está dado por el hecho de que en un gas las partículas que lo componen

están menos cohesionadas, en términos vulgares esto significa que están más

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separados. En los líquidos hay mayor cohesión y en los sólidos la cohesión es mayor

aún.

Y, entre los sólidos, hay sustancias que tienen diferentes densidades, por ejemplo: el

plomo es de mayor densidad que el aluminio. Lo mismo ocurre entre los líquidos y

entre los gases.

En general cada sustancia, pura o compuesta, tiene diferente densidad.

Los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su volumen. Estos dos atributos

físicos varían de un cuerpo a otro, de modo que si consideramos cuerpos de la

misma naturaleza, cuanto mayor es el volumen, mayor es la masa del cuerpo

considerado. No obstante, existe algo característico del tipo de materia que compone

al cuerpo en cuestión y que explica por qué dos cuerpos de sustancias diferentes

que ocupan el mismo volumen no tienen la misma masa o viceversa.

Aun cuando para cualquier sustancia la masa y el volumen son directamente

proporcionales, la relación de proporcionalidad es diferente para cada sustancia. Es

precisamente la constante de proporcionalidad de esa relación la que se conoce por

densidad y se representa por la letra griega

m = cte · V

Es decir:

m = · V

Despejando de la anterior ecuación resulta:

Ecuación que facilita la definición de y también su significado físico.

La densidad de una sustancia es la masa que corresponde a un volumen unidad de

dicha sustancia. Su unidad en el SI es el cociente entre la unidad de masa y la del

volumen, es decir kg/m3.

A diferencia de la masa o el volumen, que dependen de cada objeto, su cociente

depende solamente del tipo de material de que está constituido y no de la forma ni

del tamaño de aquél. Se dice por ello que la densidad es una propiedad o atributo

característico de cada sustancia. En los sólidos la densidad es aproximadamente

constante, pero en los líquidos, y particularmente en los gases, varía con las

condiciones de medida. Así en el caso de los líquidos se suele especificar

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la temperatura a la que se refiere el valor dado para la densidad y en el caso de los

gases se ha de indicar, junto con dicho valor, la presión.

 

La densidad es la cantidad de masa por unidad de

volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema

internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.

Cuando se trata de una sustancia homogénea, la

expresión para su cálculo es:

Donde

ρ: densidad de la sustancia, Kg/m3

M: masa de la sustancia, Kg

V: volumen de la sustancia, m3

en consecuencia la unidad de densidad en el Sistema Internacional será kg/m3 pero

es usual especificar densidades en g/cm3, existiendo la equivalencia

1g cm3 = 1.000 kg/ m3.

La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión; al resolver

cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presión a la que se

encuentra el fluido. 

Densidad de fluidos:

cantidad de masa por

volumen.

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2.-PESO ESPECÍFICO

El peso específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el peso y

el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es

una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia

ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al

igual que sucede con la densidad.

Pe = Peso / volumen

Pe = Peso específico.

Esta constante tiene la importancia de ser una propiedad intensiva, ya que nos

permitirá identificar a la sustancia.

Es importante destacar que el kilopondio (también conocido como kilogramo-fuerza)

es la fuerza que ejerce la gravedad del planeta Tierra sobre una masa de un

kilogramo. Esto quiere decir que el valor del peso específico expresado en

kilopondios sobre metro cúbico resulta equivalente al valor de la densidad (que se

expresa en kilogramos sobre metro cúbico).

El peso específico, por lo tanto, es el peso de una sustancia por unidad de volumen.

La densidad, por otra parte, refiere a la masa de una sustancia por unidad de

volumen y se obtiene a través de la división de una masa conocida del material en

cuestión por su volumen.

Si tomamos el caso del agua congelada, advertiremos que su peso específico es

de 9170 newtons sobre metro cúbico, mientras que su densidad es de 0,917

kilogramos sobre metro cúbico.

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Si bien la densidad y el peso específico son conceptos diferentes, tienen una

estrecha relación entre sí. Por ejemplo, si tomamos la fórmula del peso de un cuerpo

(P = m . g, masa por aceleración de la gravedad) y la usamos para sustituir la

variable p en la fórmula de peso específico (Pe = p / V, peso sobre volumen),

obtenemos lo siguiente: Pe = m.g / V. Esto también puede expresarse como Pe =

m/V . g y, dado que la densidad es la masa sobre el volumen, puede concluirse que

el peso específico es igual a la densidad multiplicada por la aceleración de la

gravedad: Pe = d . g.

Conocer el peso específico de un cuerpo puede ser muy importante a nivel industrial

para determinar cuáles son las mejores condiciones para su procesamiento, por

ejemplo. Todo dependerá de las características del producto que se planea obtener.

Gracias a la determinación del peso específico, y también en algunos casos de la

densidad, se puede obtener la mejor calidad física y fisiológica de

ciertos productos, tales como el arroz, el vino (a través del análisis

del mosto, ya que a mayor peso específico, mayor contenido de

azúcar), las gemas y el cemento.

 

El peso específico de un fluido se calcula como su peso por unidad

de volumen (o su densidad por g).

En el sistema internacional se mide en Newton / metro cúbico.

Presión

hidrostática.

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3.- EMPUJE

El empuje es una fuerza de reacción descrita cuantitativamente por la tercera ley de

Newton. Cuando un sistema expele o acelera masa en una dirección (acción), la

masa acelerada causará una fuerza igual en dirección contraria (reacción).

Matemáticamente esto significa que la fuerza total experimentada por un sistema se

acelera con una masa m que es igual y opuesto a m veces la aceleración a,

experimentada por la masa:

EJEMPLOS

Fuerzas sobre un perfil alar.

Un avión genera empuje hacia adelante cuando la hélice que gira, empuja el aire

o expulsa los gases expansivos del reactor, hacia atrás del avión. El empuje

hacia adelante es proporcional a la masa del aire multiplicada por la velocidad

media del flujo de aire.

Cuando intentamos hundir una pelota de plástico en un líquido, verificamos que

cuando más la pelota se hunde, mayor es la fuerza de resistencia, esto es, mayor

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la dificultad ofrecida por el líquido.

Cuando intentamos hundir una pelota de plástico en un líquido, verificamos que

cuando más la pelota se hunde, mayor es la fuerza de resistencia, esto es, mayor la

dificultad ofrecida por el líquido.

4.-PRESION

La presión (símbolo p)  es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en

dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se

aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el Sistema

Internacional de Unidades la presión se mide en una unidad derivada que se

denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N)

actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²). En el Sistema Inglés la presión

se mide en libra por pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es

equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada.

La presión se define como fuerza por unidad de área. Para describir la influencia

sobre el comportamiento de un fluido, usualmente es más conveniente usar la

presión que la fuerza. La unidad estándar de presión es el Pascal, el cual es un

Newton por metro cuadrado.

Para un objeto descansando sobre una superficie, la fuerza que presiona sobre la

superficie es el peso  del objeto, pero en distintas orientaciones, podría tener un área

de contacto con la superficie diferente y de esta forma ejercer diferente presión.

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

cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la superficie. Cuando sobre

una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la

presión P viene dada de la siguiente forma:

En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar

distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:

Donde   es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende

medir la presión. La definición anterior puede escribirse también como:

Dónde:

, es la fuerza por unidad de superficie.

, es el vector normal a la superficie.

, es el área total de la superficie S.

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5.-PRESION HIDROSTATICA

Se describe como presión al acto y resultado de comprimir, estrujar o apretar; a la

coacción que se puede ejercer sobre un sujeto o conjunto; o la magnitud física que

permite expresar el poder o fuerza que se ejerce sobre un elemento o cuerpo en una

cierta unidad de superficie.

La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el

equilibrio de los fluidos. El término también se utiliza como adjetivo para referirse a lo

que pertenece o está vinculado a dicha área de la mecánica.

La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de

un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta

un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.

El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del recipiente y sobre la

superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en

estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la

superficie del objeto.

El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La

presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, la densidad

del líquido y la profundidad a la que se encuentra.

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La presión hidrostática (p) puede ser calculada a partir de la multiplicación de la

gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la profundidad (h). En ecuación: p = d x g x

h.

Este tipo de presión es muy estudiada en los distintos centros educativos para que

los jóvenes puedan entenderla bien y ver cómo la misma se encuentra en su día a

día. Así, por ejemplo, uno de los experimentos más utilizados por los profesores de

Ciencias para explicar aquella es la que se realiza mezclando diversos fluidos.

En este caso concreto, es habitual que apuesten por introducir en un vaso o cubeta

agua, aceite y alcohol. Así, en base a las densidades de cada uno de estos líquidos

se consigue que el agua quede abajo del todo, el aceite sobre ella y finalmente sobre

ambos se situará el alcohol. Y es que este cuenta con una mayor densidad.

Si el fluido se encuentra en movimiento, ya no ejercerá presión hidrostática, sino que

pasará a hablarse de presión hidrodinámica. En este caso, estamos ante una presión

termodinámica que depende de la dirección tomada a partir de un punto.

En el ámbito sanitario se habla también de lo que se conoce como presión

hidrostática capilar para definir a aquella que se sustenta en el bombeo del corazón y

que lo que hace es empujar la sangre a través de los vasos. Frente a ella está

también la presión hidrostática intersticial que, por su parte, es la que lleva a cabo el

líquido intersticial, que es aquel que se encuentra alojado en el espacio que hay

entre las células.

Asimismo en este campo, también está la llamada presión osmótica capilar que es la

que desarrollan las proteínas plasmáticas, empujan el agua hacia el interior del vaso

en cuestión. Y finalmente nos encontramos con la presión osmótica intersticial, que

también realizan aquellas proteínas pero que se define por una concentración más

baja que la anterior.

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5.1.-PRINCIPIO DE PASCAL

En física, el principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático

francés Blaise Pascal (1623-1662).

El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un  fluido no

compresible contenido en un recipiente indeformable se transmite con igual

intensidad en todas las direcciones y a todas partes del recipiente.

Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica la cual

funciona aplicando este principio.

Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para disminuir el

volumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas.

5.2.-PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido

sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje

vertical y hacia arriba con una fuerza  igual al peso del volumen de

fluido desalojado.

El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido

en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el

peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo

parcialmente.

Sistema

hidráulico

para elevar

pesos.

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5.3.-PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Las propiedades de un fluido son las que definen el

comportamiento y características del mismo tanto en reposo como

en movimiento.

Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del

fluido.

Propiedades primarias o termodinámicas:

Densidad

Presión

Temperatura

Energía interna

Entalpía

Entropía

Calores

Propiedades secundarias

Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.

Viscosidad

Conductividad térmica

Tensión superficial

Compresión

Definimos vi

scosidad co

mo la mayor

o menor

dificultad

para el

deslizamient

o entre las

partículas de

un fluido.

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CONCLUSION

En esta investigación entendimos que hay una relación entre cinco temas ya que estos conceptos se rigen por una ley la ley principio de Arquímedes y principio de pascal.

Ya que entendimos que la densidad es cuanta mayor masa mayor densidad donde interviene la masa y el volumen que día con día podemos comprobar esto. Y las densidad tiene relación con el peso específico porque se mide a través de su peso y volumen lo cual se relaciona con la densidad porque entre la masa que tiene un cuerpo y su volumen. y aprendimos que de la presión que se hace a un cuerpo sumergido si es mayor peso menor presión y si es menor peso mayor presión y ahí resulta la otra fuerza que se le llama empuje ejemplo un cuerpo en el agua actúan 2 fuerza el empuje y el peso esto puede producir 3 cosas se hunde, equilibrio o flota de acuerdo con la relación q hay entre peso-empuje y la presión hidrostática se deriva de la presión ahí pude comprender que se define como los líquidos en reposo y así es como llegue a la conclusión que en cuerpo que vemos día a día actúan varias fuerzas.

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REFERENCIAS

http://www.monografias.com/trabajos91/informe-experimento-densidad/ informe-experimento-densidad.shtml#ixzz3lu5KsYBh

Definición de peso específico - Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/peso-especifico/#ixzz3lu6XvftC

http://www.monografias.com/trabajos35/principio-arquimedes/principio- arquimedes.shtml#ixzz3luCcStNY