Pensamiento Científico
"Todas las desgracias del hombre se derivan del hecho de no ser capaz de estar tranquilamente sentado y solo en una habitación.
*Blaise Pascal
sábado, 7 de noviembre de 2015
Momento de una Fuerza
Momento de una Fuerza
En mecánica newtoniana, se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto dado) a una magnitud (pseudo)vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posición del punto de aplicación de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma el momento) por el vector fuerza, en ese orden. También se denomina momento dinámico o sencillamente momento.
Ocasionalmente recibe el nombre de torque a partir del término inglés (torque), derivado a su vez del latín torquere (retorcer).
Definición
Definición de momento de una fuerza con respecto a un punto.
El momento de una fuerza F
aplicada en un punto P con respecto de un punto O viene dado por el producto vectorial del vector , por el vector fuerza
; esto es,
Donde es el vector que va desde O a P. Por la propia definición del producto vectorial, el momento es un vector perpendicular al plano determinado por los vectores y .
El término momento se aplica a otras magnitudes vectoriales como el momento lineal o cantidad de movimiento , y el momento angular o cinético, , definido como
El momento de fuerza conduce a los conceptos de par, par de fuerzas, par motor, etc.
El término momento se aplica a otras magnitudes vectoriales como el momento lineal o cantidad de movimiento , y el momento angular o cinético, , definido como
El momento de fuerza conduce a los conceptos de par, par de fuerzas, par motor, etc.
Relación entre los vectores de fuerza, momento de fuerza y vector de posición en un sistema rotatorio.
Principio de Arquimedes
Principio de Arquímedes
Ejemplo del Principio de Arquímedes: El volumen adicional en la segunda probeta corresponde al volumen desplazado por el sólido sumergido (que naturalmente coincide con el volumen del sólido).
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
o bien
donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa. De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2 y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
Ejemplo del Principio de Arquímedes: El volumen adicional en la segunda probeta corresponde al volumen desplazado por el sólido sumergido (que naturalmente coincide con el volumen del sólido).
Aunque el principio de Arquímedes fue introducido como principio, de hecho puede considerarse un teorema demostrable a partir de las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido en reposo. Mediante el teorema de Stokes (igualmente el principio de Arquímedes puede deducirse matemáticamente de las ecuaciones de Euler para un fluido en reposo, que a su vez pueden deducirse generalizando las leyes de Newton a un medio continuo). Partiendo de las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido:
![\rho_f\left[\frac{\part\mathbf{v}}{\part t} +\mathbf{v}(\boldsymbol\nabla\cdot \mathbf{v})\right]= \mu\Delta\mathbf{v} - \boldsymbol\nabla p + \rho_f\mathbf{g}](https://upload.wikimedia.org/math/e/3/9/e393441851465232f8640c2b0f42b3e1.png)
Ejemplo del Principio de Arquímedes: El volumen adicional en la segunda probeta corresponde al volumen desplazado por el sólido sumergido (que naturalmente coincide con el volumen del sólido).
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
o bien
donde E es el empuje, ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa. De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2 y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
Ejemplo del Principio de Arquímedes: El volumen adicional en la segunda probeta corresponde al volumen desplazado por el sólido sumergido (que naturalmente coincide con el volumen del sólido).
Aunque el principio de Arquímedes fue introducido como principio, de hecho puede considerarse un teorema demostrable a partir de las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido en reposo. Mediante el teorema de Stokes (igualmente el principio de Arquímedes puede deducirse matemáticamente de las ecuaciones de Euler para un fluido en reposo, que a su vez pueden deducirse generalizando las leyes de Newton a un medio continuo). Partiendo de las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido:
Arquimedes de Siracusa
Nacimiento 287 a. C.
Siracusa, Sicilia (Magna Grecia)
Fallecimiento ca. 212 a. C. (75 años)
Siracusa
Residencia Siracusa
Campo Matemáticas, física, ingeniería, astronomía, invención
Conocido por Principio de Arquímedes, tornillo de Arquímedes, hidrostática, palanca
El método de los teoremas mecánicos
Etnia griegos
Blaise Pascal
Blaise Pascal
Nacimiento 19 de junio de 1623
Clermont-Ferrand, Francia en época de los Borbones
Fallecimiento 19 de agosto de 1662, 39 años
París, Francia
Nacionalidad Royal Standard of the King of France.svg súbdito francés
Campo matemática, física, filosofía, religión.
Conocido por Principio de Pascal
Triángulo de Pascal
Teorema de Pascal
Apuesta de Pascal
Principio de Pascal
Principio de Pascal
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida sobre un fluido poco compresible 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.1
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.
También podemos observar aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos, en los frenos hidráulicos y en los puentes hidráulicos.
*Principio de Pascal todos los puntos de un fluido en reposo de peso especifico constante que estén a la misma profundidad estarán bajo la misma presión.
*En el sistema internacional la presion se mide en N/m2 la cual recibe el nombre de Pascal (Pa)
Sistema
|
Unidad
|
Nombre
|
M.K.S.
|
N/m²
|
Pascal (Pa)
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TECNICO
|
Kg/m²
|
---
|
C.G.S.
|
dina/cm²
|
Baría
|
*Presión Absoluta:
Se conoce como presión absoluta a la presión real que se ejerce sobre un punto dado. El concepto está vinculado a la presión atmosférica y la presión manométrica.*Presión atmosférica:
La presión atmosférica es el peso ejercido por el aire en cualquier punto de la atmósfera (la capa de gases que rodea al planeta). Dicha presión varía en la Tierra de acuerdo a la altitud: a mayor altitud, menor presión atmosférica.
*Presión barométrica:
es la que resulta de medir la presión de la atmósfera a partir del cero absoluto de presión
*Presión Manomètrica:
es aquella que produce un medio distinto al de la presión atmosférica (por ejemplo, la ejercida por el gas de un refresco o gaseosa sobre la botella).
Estática de fluido
Introducción
La materia ordinaria se presenta en alguno de los tres estados siguientes: sólido, líquido o gaseoso. Existe un cuarto estado de la materia denominado plasma que es esencialmente un gas ionizado con igual número de cargas positivas que negativas.Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia, tiene una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas sigue siendo suficientemente grande para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar apreciable mente de volumen, adaptándose al recipiente que lo contiene.
En el estado gaseoso, las moléculas están en continuo movimiento y la interacción entre ellas es muy débil. Las interacciones tienen lugar, cuando las moléculas chocan entre sí. Un gas se adapta al recipiente que lo contiene pero trata de ocupar todo el espacio disponible.
En este capítulo, se estudiarán los denominados fluidos ideales o perfectos, aquellos que se pueden desplazar sin que presenten resistencia alguna. Posteriormente, estudiaremos los fluidos reales, aquellos que presentan cierta resistencia al fluir. La dinámica de fluidos es muy compleja, sobre todo si se presentan los denominados vórtices o torbellinos.
La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa entre el volumen que ocupa.
La unidad de medida en el S.I. de Unidades es kg/m3, también se utiliza frecuentemente la unidad g/cm3
Densidad de sólidos y líquidos a (20ºC)
| Sustancia | Densidad (g/cm3) | Sustancia | Densidad (g/cm3) |
| Acero | 7.7-7.9 | Oro | 19.31 |
| Aluminio | 2.7 | Plata | 10.5 |
| Cinc | 7.15 | Platino | 21.46 |
| Cobre | 8.93 | Plomo | 11.35 |
| Cromo | 7.15 | Silicio | 2.3 |
| Estaño | 7.29 | Sodio | 0.975 |
| Hierro | 7.88 | Titanio | 4.5 |
| Magnesio | 1,76 | Vanadio | 6.02 |
| Níquel | 8.9 | Volframio | 19.34 |
| Sustancia | Densidad (g/cm3) | Sustancia | Densidad (g/cm3) |
| Aceite | 0.8-0.9 | Bromo | 3.12 |
| Acido sulfúrico | 1.83 | Gasolina | 0.68-0.72 |
| Agua | 1.0 | Glicerina | 1.26 |
| Agua de mar | 1.01-1.03 | Mercurio | 13.55 |
| Alcohol etílico | 0.79 | Tolueno | 0.866 |
Mecánica de fluidos
Estática de fluidos.
palabras claves:
mecánica de fluidos:
es la rama de la física que estudia el movimiento de los fluidos; así como la fuerza que los provoca.
Densidad:
la densidad de un solido a un fluido es la masa dividida por su volumen.
Volumen especifico:
es el volumen por unidad de masa de una sustancia es el inverso de la densidad.
Densidad relativa:
es la densidad de un liquido entre la densidad del agua pura a la temperatura de 4,0º C
Peso especifico:
si un solido o fluido pose una masa tendrá un peso especifico igual al peso dividido por su volumen
Colisiones
Colisiones
en una colisión intervienen dos objetos que ejercen fuerza mutuamente.
cuando los objetos están muy cerca entre si o entran en contacto, interaccionan fuertemente durante un breve intervalo de tiempo.
la fuerza de este tipo reciben el nombre de fuerzas impulsivas y se caracteriza por su acción intensa y breve. un caso de este tipo de interacción, por ejemplo, es la colisión de dos carros que llevan montados para choques magnéticos. estos interactuan incluso sin llegar a tocarse en lo que se considera colisión sin contacto.
Choque:
se define como la colisión entre dos o mas cuerpo
un choque suele medirse con un aceleròmetro
Colisión Elástica:
se define como aquella en la que no hay perdida de energía
Colisión Inelàstica:
es aquella en la cual parte de la energía se cambia en alguna otra forma de energía en la colisión
Efecto de choque
La mecánica de choque tiene el potencial de dañar, deformar, etc:
Un cuerpo frágil se puede fracturar. Por ejemplo, dos copas de cristal pueden romperse en caso de colisión una contra el otra. Una cizalla en un motor está diseñada para la fractura con cierta magnitud de choque.
Un objeto dúctil se puede doblar por una conmoción (deformar). Por ejemplo, una jarra de cobre se puede curvar cuando cae en el suelo.
Algunos objetos no se dañan por un único choque, pero si se produce fatiga en el material con numerosas repeticiones de choques de bajo nivel.
Un efecto de choque puede resultar sólo daños menores, que pueden no ser críticos para su uso. Sin embargo, daños menores acumulados de varios efectos de choques, eventualmente resultarán en que el objeto sea inutilizable.
Un choque puede no producir daño aparente de inmediato, pero podría reducir la vida útil del producto: la fiabilidad se reduce.
Algunos materiales como los explosivos se pueden detonar con mecánicas de choque o impacto.
Impulso y Cantidad de movimiento o momento
Impulso, Cantidad de movimiento o Momento
Definición de algunas palabras claves:
Impulso: es una magnitud física denotada usualmente como I, definida como la variación en el momento lineal que experimenta un objeto físico en un sistema cerrado.
Cantidad de movimiento: momento lineal, ímpetu o momentum es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecánica.
momento= masa por velocidad
Principio de conservación de la cantidad de movimiento: en mecánica a la cantidad de movimiento le e adecuado una importante propiedad, que posen muy pocas magnitudes físicas no es mas que la proporción de conservación este consiste en la suma geométrica de la cantidad de movimiento en un cuerpo de interacción que conserva invariable la suma de las cantidades de movimiento queda constante aunque la cantidades de los cuerpos varían, ya que sobre cada cuerpo actúan las fuerzas de interacción el principio de conservación de la cantidad de movimiento es una de las mas importante leyes de la naturaleza demuestra la interacción de dos cuerpos.
Fuerza: causa capaz de vencer la inercia
domingo, 25 de octubre de 2015
Pensamiento
Pensamiento Físico
"El hombre esta dispuesto siempre a negar todo aquello que no comprende"-Blaise Pascal
Ejemplo
Ejemplo
(Conservación de la energía Mecánica)
1- Un bloque de 200g permanece en reposo en A cuando el muelle de constante 500n/m esta comprimido 7.5 cm se suelta el dispositivo de sujeción y el bloque recorre el camino ABCD
-Calcular la velocidad del bloque cuando pasa por BC y D
-La reacción del raíl cuando pasa por el punto mas alto C SOLUCIÓN:
Energías en A y en B
Las energías cinética Ek, potencial gravitatoria Ep, y elástica Ee son respectivamente
Conservación de la energía EA=EB,
Conservación de la energía EB=EC,
Como EB=ED y están a la misma altura vB=vD
Reacción en C.
Dinámica del movimiento circular uniforme
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