PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

LA PRENSA HIDRAÚLICA

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó 

Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza!

Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)

La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como principio de Pascal.

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = po + · g · h si se aumenta la presión en la superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.

La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. 

Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2, es decir:

p1 = p2

Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluid 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 arquimedes, y se mide en newtoons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje , ρ_f 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 fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

La anécdota más conocida sobre Arquímedes, matemático griego, cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo a Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, una nueva corona con forma de corona triunfal había sido fabricada para Hierón II, tirano gobernador deSiracusa, el cual le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si un orfebre deshonesto le había agregado plata.

 Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad.

Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. Debido a que la compresión del agua sería despreciable,⁵ la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. 

Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "¡Eureka!" (en griego antiguo: "εὕρηκα" que significa "¡Lo he encontrado!)"

La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de Arquímedes, pero en su tratado Sobre los cuerpos flotantes él da el principio de hidrostática conocido como el principio de Arquímedes. Este plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado es decir dos cuerpos que se sumergen en una superficie (ej:agua),

 y el más denso o el que tenga compuestos más pesados se sumerge más rápido, es decir, tarda menos tiempo, aunque es igual la distancia por la cantidad de volumen que tenga cada cuerpo sumergido.

Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje.

Lo que cambia es el peso del cuerpo sólido y su punto de aplicación que es el centro de masa, que puede o no coincidir con el centro de empuje.

Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas: el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en el mismo punto. En los casos más simples, supondremos que el sólido y el fluido son homogéneos y por tanto, coinciden el centro de masa del cuerpo con el centro de empuje.

PRESION

En física y disciplinas afines la presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme y perpendicularmente a la superficie, la presión P viene dada por:
la presion se calcula de diferentes formas:

P = \frac{F}{A}


En un caso más general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como =


P = \frac{d\vec{F}}{dA}\cdot \vec{n}

Donde \vec{n} es un vector unitario y normal a la superficie.

Densidad de fuerza

La densidad de fuerza vec f es igual al gradiente de la presión =

\vec{f} = \frac{d\vec{F}}{dV} = \nabla P

si hace referencia a la fuerza gravitacional, la densidad de la fuerza es el peso específico.


 La anterior igualdad hace que podamos interpretar a la presión como una suerte de energía 
potencial por unidad de volumen.

La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada por:

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.

PRESIÓN  HIDROSTRATICA

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

la presion hidrostatica es la fuerza por unidad de area que ejerce un liquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido, como esta presion se debe al peso del liquido, esta presion depende de la densidad(p), la gravedad(g) y la profundidad(h) del el lugar donde medimos la presion (P) 

P=p*g*h 

Si usas las Unidades del Sistema Internacional la Presion estara en Pascales(Pa=N/m^2), la densidad en Kilogramo sobre metro cubico(Kg/m^3), la gravedad en metro sobre segundo al cuadrado (m/s^2) y la profundidad en metro (m), si te fijas (Kg/m^3)*(m/s^2)*(m)=(Kg/(s^2*m))=(N/m^2) 

al sumergir un vaso boca abajo en el agua lo sumerges con todo y el aire que contiene desde que esta afuera, puesto que el aire siempre es empujado hacia arriba por ser menos denso que el agua,

 al encontrarse con las paredes del vaso y una fuerza introduciendo el vaso, no le queda mas que mantenerse en el vaso, por lo tanto el agua no puede entrar al 

espacio que esta siendo ocupado por el aire. 

Los experimentos acerca de hidrostatica son sencillos de diseñar, una forma de ver como afecta la densidad es mezclar liquidos de distintas densidades y ver cual flota sobre cual,  por ejemplo el alcohol siempre queda sobre el aceite y el aceite siempre sobre el agua, ¿podrias decir cual es mas denso?, 

un experimento muy interesante consiste en sumergir un gotero vacio en un frasco con agua donde tenga libertad de moverse, tapar el frasco por ejemplo con un trozo de globo u otro material flexible, al empujar hacia adentro la tapadera del frasco veras como se unde mas el gotero, debido a que aumentas la presion en el frasco y por lo tanto la compresion del aire dentro del gotero lo hace bajar.

MOMENTO LINEAL

La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es una magnitud vectorial, unidad SI: (kg m/s) que, en mecánica clásica, se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado.

Bueno, eso es la teoría, cantidad de movimiento, o momento lineal, es muy útil para determinar el impulso, o la velocidad después de un choque, en esto ultimo, se utiliza el teorema de conservación de la cantidad de movimiento, ya que la cantidad de este siempre se conserva en los choques, y nos resulta muy tul por que cuando hay una colisión todas las formulas de energía, u otras se vuelven ineficaces.

Tener en cuenta, al momento de hablar de conservación de la cantidad de movimiento que son periodos de tiempo inicial y final muy pequeños, entre ellos solo hay fracciones de segundo de diferencia.

El momentum lineal es otra forma de decir "cantidad de movimiento" como decía Newton.
También se puede decir momento "a secas" ya que se entiende y se diferencia del momento angular.
Esto es

p = m · v

Donde m es la masa del cuerpo y v su velocidad.
Es importante agregar en vista al concepto, que el momentum o simplemente momento, es una magnitud que se conserva, al igual que pasa con la energía.
Quiere decir que si tenemos un sistema de cuerpos o partículas, el momento antes del choque debe ser igual al momento después del choque (Teorema de conservación de la cantidad de movimiento)
Si ponemos con "prima" lo que pasa después del choque

p = p´

Para resolver los problemas puedes plantearlo como

m · v = m´ · v´

Si son varios cuerpos o partículas es útil poner

m1 · v1 + m2 · v2 +.... = m´1 · v´1 + m´2 · v´2 +....


momento lineal 2

IMPULSO  CAUSA

IMPULSO

En física se denomina impulso a la magnitud física, generalmente representada como (I), definida como la variación en la cantidad de movimiento que experimenta un objeto en un sistema cerrado. El término difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuñado por Isaac Newton en su segunda ley , donde la llamó (vi motrici) refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento.
Definición formal
En la mecánica clásica a partir de la segunda ley de sobre la fuerza tenemos que:

si multiplicamos a ambos lados por un :

lo que nos dice que el cambio en la cantidad de movimiento es proporcional a una fuerza aplicada sobre la partícula durante algún intervalo de tiempo 

A lo que llamamos impulso es ese valor de la integral de la fuerza en el tiempo:

Definición más simple 
El concepto de impulso se puede introducir mucho antes del  conocimiento   sobre el cálculo diferencial e integral con algunas consideraciones. Si la masa no varía en el tiempo, la cantidad de movimiento se puede tomar como el simple producto entre la velocidad ( ) y la masa ( ). Según la segunda ley de Newton si a una masa se le aplica una fuerza aquélla adquiere una aceleración , de acuerdo con la expresión:

Multiplicando ambos miembros por el tiempo t en que se aplica la fuerza F:

Como , tenemos:

y finalmente:

Que es el equivalente cuando la fuerza no depende del tiempo.

CONVERSACIÓN  DEL  MOMENTO

En  ausencia    de  fuerzxas  externas    el  momentum  del   sistema  no  se  altera.

  

                                M1     V1    -  OO  -       M2

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                                 VF1         -OO-  VF2

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                                          M1           M2

MOMENTO  LINEAL       =        MOMENTO  FINAL

   M1   V1  +    M2  VI2       =     M1  VF1    +    M2  VI2

COALISIONES =

Son  aquellos  chokes  donde  no  hay  friccion   y  se  cumple  la  ley  de  la  conservacion  del  momento.

tipos  de  colisines =  

   -  colision  elastica =  cuando  dos  o mas  objetos  chokan  sin  deformarse  y  sin  generar  calor .

                V     ()                                                      ()  V=O       =  SIN  FRRICCION

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                                                         () V ()                               =  SIN  FRRICCION

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                  ()    V=O                               V      ()               =  SIN  FRRICCION

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                   PARTICULAS  CON  CARGAS  ELECTRICAS