0- Ideas previas 1- Concepto de fluido. 2- Concepto de densidad. 3- Concepto de presión 4- Ejercicios 5- Recopilación teórica

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1

�� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1- Todo a nuestro alrededor está formado por sólidos, líquidos o gases así que no te será dificil

elaborar una lista con ejemplos de cada uno:

SÓLIDO LÍQUIDO GAS

¿En qué propiedades te has fijado de forma inconsciente para decidir si son sólidos, líquidos o gases?. Elabora una lista de estas propiedades.

SÓLIDO LÍQUIDO GAS

2- De las siguientes afirmaciones indica cual es correcta: a) Cuanto mayor es un objeto mayor es su densidad. b) Cuanto menor sea un objeto mayor es su densidad. c) La densidad de un objeto depende de su masa y de su volumen. d) La densidad de un objeto sólo depende de su peso.

3- ¿Te has preguntado por qué no es prudente arrojar al fuego botes de spray vacios?. 4- ¿De qué factores depende la presión de una apisonadora sobre un suelo plano?

a) Del peso y de la superficie sobre la que está apoyado. b) Del peso y la velocidad. c) Solo del peso de la apisonadora. d) De las características del terreno.

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2

5- ¿Qué pesa más un litro de agua o un litro de aceite? 6- Carlos y Marta van a esquiar por primera vez y están muy excitados. En el autobus, discuten sobre

la utilidad de los esquíes .Carlos dice que a pesar de que facilitan moverse en la nieve, cuando uno está quieto se hunde tanto con esquíes como sin ellos. “De hecho más” -dice- “porque a tu peso tienes que añadir el de los esquíes”. Marta no está de acuerdo, dice que la gente cuando lleva esquís no se hunde en la nieve, pero no sabe muy bien porqué. Y tu ¿qué opinas?, ¿quién crees que tiene razón y por qué?

7- Un niño esquimal va andando por el hielo, de pronto el hielo se rompe y el niño cae al agua,

entonces su padre se aproxima arrastrándose sobre el hielo hasta que lo alcanza ¿por qué se arrastra?

8- Observa las siguientes figuras: -¿En alguno de los tres casos se desequilibra la balanza? ¿en cuáles? - Explica en cada caso lo que ocurre. 9- Cierto tipo de tractores poseen cadenas en vez de ruedas (al igual que los tanques). Explica qué

ventajas tiene el sistema de cadenas con respecto al de ruedas.

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a) b) c) 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml 50 ml aceite agua agua agua agua agua

3

���������� ��!!�"�"#���$!���#% La materia se puede encontrar en tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Los sólidos se diferencian de los líquidos y gases en que tienen forma propia. A los líquidos y gases se les denomina FLUIDOS porque toman la forma del recipiente que los contiene. Sin embargo, líquidos y gases presentan diferencias:

�&���������������� ��'� �(�� Deducir las diferencias entre líquidos y gases. )� ������ Dos jeringuillas de plástico ( 50 ml), obturadas, una con líquido coloreado y otra con aire . Soporte ,nuez ,pinza. ����*�)��� ��a) Presiona primero el émbolo de la jeringuilla con el líquido coloreado y luego el de la

jeringuilla llena de aire, ¿qué ocurre?. b) Haz un dibujo c) Conclusiones:

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�����,���*��,���*��,���*��,���*�����

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COMPRESIBILIDAD

No se pueden comprimir

No se pueden comprimir

Si pueden comprimirse

VOLUMEN

No se adaptan al volumen del recipiente

No se adaptan al volumen del recipiente

Si se adaptan al volumen del recipiente

FORMA

Si tienen forma propia

No tienen forma propia

No tienen forma propia

LÍQUIDOS Y GASES SE DIFERENCIAN EN QUE:

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4

�&�����������.��&�����������.��&�����������.��&�����������.���������������'� �(���'� �(���'� �(���'� �(���������������������Comprobar que los gases se adaptan al volumen del recipiente que los contiene. )� �����������������������������Placa de porcelana, matraz de fondo redondo, yodo y espátula ����*�)��� �

a) Utilizando la espátula pon un poco de yodo en la placa y coloca el matraz boca abajo sobre el yodo.

b) Observa y explica lo que ocurre.

c) Haz un dibujo.

d) ¿Qué características de los gases has comprobado con este experimento?.

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5

.���#/-��0#��������/�������La densidad es la relación entre la masa que presenta un cuerpo y el volumen que ocupa en el espacio. m Matemáticamente se calcula: d = v Las unidades en el S.I. son : Kg/ m3 Tabla de densidades

SUSTANCIA

DENSIDAD (Kg/m3)

SODIO

970

GASOLINA

670

ALCOHOL

791

ACEITE

918

AGUA

1000

ALUMINO

2702

AGUA DE MAR

1025

HIERRO

7860

PLATA

10520

MERCURIO

13600

SUSTANCIA

DENSIDAD (Kg/m3)

NATA

865

TETRACLORURO DE CARBONO

1600

MAGNESIO

1750

ESTAÑO

7300

ACERO

7990

LATÓN

8400

BRONCE

8800

NIQUEL

8900

COBRE

8930

PLOMO

11300

6

�&���&�����������.��������������� � ���'� �(�� Determinar la densidad del aluminio, alcohol y plastilina

)� ������� Balanza , probeta 500 cm3 , pipeta , vaso precipitados, hilo , prisma de aluminio alcohol , agua , tabla de densidades, plastilina

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� ����*�)��� ���

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Sustancia sólida: ALUMINIO

En la balanza mide su masa

Masa de aluminio= g

Llena la probeta con agua hasta 100 cm3

V inicial = 100 cm3

Sumerge en la probeta el trozo de aluminio atado con un hilo

El nivel de agua de la probeta ha subido, lo llamamos V final

Volumen de agua y aluminio Vfinal= cm3

Restando V final-V inicial se obtiene el volumen del aluminio

V aluminio= cm3

Dividiendo masa del aluminio y volumen del aluminio se obtiene su densidad

d(aluminio)= m/ V= g/cm3

Consultar en la Tabla la densidad del aluminio d(aluminio)= Compara con el valor que has

obtenido

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Sustancia líquida: ALCOHOL

En la balanza, mide la masa de un vaso vacío

Masa vaso= g

Mide 10 cm3 de alcohol en la pipeta V alcohol = ml Añádelo al

vaso de precipitados

En la balanza mide su masa

MASA vaso con alcohol= g

Si restas MASA vaso con alcohol y MASA vaso vacío se obtiene la masa de alcohol

MASA alcohol= g

Dividiendo MASA alcohol y V alcohol se obtiene su densidad

Consulta en la tabla la densidad del alcohol

d(alcohol)= Compara con el valor que has obtenido

d(alcohol)= m/ V = g/cm3

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Sustancia sólida: PLASTILINA

En la balanza mide su masa

MASA de plastilina = g

Llena la probeta con agua hasta 100 cm3

V inicial =100 cm3

Sumerge en la probeta el trozo de plastilina atado con un hilo

El nivel de agua de la probeta ha subido lo llamamos Vfinal

Volumen de agua y plastilina Vfinal = cm3

Restando Vfinal-Vinicial se obtiene el volumen de la plastilina

Vplastilina= cm3

Dividiendo masa de la plastilina y volumen de la plastilina se obtiene su densidad

d(plastilina)= m/ V = g/cm3

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�&����������.�.���������������������'� �(��� Determinar la densidad del agua y del tetracloruro de carbono con densímetros �)� ��������Densímetro 650-1000 Kg/m3 , densímetro 1000-2000 Kg/m3, 2 probetas 500 ml , agua , tetracloruro de carbono ���������������*�)��� ����� � a) Explica los pasos que has seguido para determinar la densidad de estos dos

líquidos. b) Anota los resultados que has obtenido. c) Busca los valores teóricos de estas densidades y compáralos con los tuyos. �&����������.�1��2�!0��/�0���3�������������Plantea una experiencia de laboratorio para determinar la densidad del material que se utiliza para fabricar monedas de 100 pts. �

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FUNCIONAMIENTO DEL DENSÍMETRO: Un densímetro consiste en un tubo alargado , hueco y lastrado en su parte inferior para que el Centro de Gravedad esté lo más bajo posible y pueda flotar verticalmente ; en la parte superior tiene una escala graduada . Al sumergirlo en un líquido se hunde más o menos según su densidad y basta leer en la escala la división que enrasa con la superficie del líquido para saber directamente su densidad.

Para fabricar monedas se utiliza una mezcla de metales (aleación) , consultando la tabla de densidades ¿podrías decir qué metal se usa en mayor proporción en estas monedas?.

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�&���������.�4�2�!0��/�0���3����'� �(���Comprobar que la densidad es un propiedad característica de la materia. �)� ������ Balanza, vaso de precipitados, probeta de 10 ml o jeringuilla de 5 ml , etanol , agua, papel milimetrado. �����*�)��� �� a) Mide con la balanza la masa del vaso vacio y seco: M= g b) Mide con la probeta 5 ml de líquido y echalos en el vaso de precipitados. c) Mide la masa y halla por diferencia la masa de los 5 ml de líquido: M líquido= g d) Repite la operación con diferentes volúmenes hasta completar la tabla siguiente:

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(���)���2"!�3�

)����253�

)�6�(� (���)���2"!�3�

)����253�

)�6�(�

5 � � � � �

10 � � � � �

15 � � � � � 20 � � � � �

25 � � � � �

30 � � � � �

�� � �e) Representa la relación de m frente a V para los dos líquidos utilizando los mismos ejes coordenados. f) ¿Qué tipo de gráficas se obtiene?. g) De acuerdo con el tipo de gráficas ¿qué relación existe entre masa y volumen para cada líquido?. h) Calcula la pendiente de cada gráfica. i) Compara sus valores con los cocientes m / V de la tabla. j) ¿Cuánto vale la densidad del etanol?. ¿Y la del agua?.

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�Cuando un cuerpo sólido ejerce una fuerza sobre otro, esta fuerza se reparte entre todos los puntos de la superficie de contacto entre ambos. Las consecuencias de este hecho pueden ser muy diversas y de enorme interés práctico. Si la superficie de contacto es muy pequeña la fuerza que recibe cada punto puede llegar a ser tan grande que supere la resistencia de uno de los sólidos, en cuyo caso se deforma o incluso puede llegar a romperse. Por el contrario, si la superficie es grande ,la fuerza que recibe cada punto puede ser tan débil que incluso sólidos muy blandos resisten grandes fuerzas sin romperse o deformarse. Se observa experimentalmente que en la deformación sufrida por un cuerpo influyen dos factores: -Fuerza ejercida. -La superficie sobre la que actua . Por ello se ha definido una magnitud física, denominada PRESIÓN ,que relaciona estos dos factores. F Matemáticamente se calcula: P = S Las unidades de presión en el Sistema Internacional : N/m2 Esta unidad recibe el nombre de Pascal (Pa) y se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 N sobre una superficie de 1 m2. Por tanto cuando queremos deformar un cuerpo tenemos que tener en cuenta no sólo la fuerza que hacemos sino también la superficie sobre la que actuamos. ��a) Cita tres ejemplos de instrumentos usados en la vida diaria en los que con poco esfuerzo se consigue una presión grande debido a su pequeña superficie, por ejemplo la aguja: b) Cita tres ejemplos de instrumentos usados en la vida diaria en los que se ejerce poca presión a pesar de soportar fuerzas considerables:

1 3

2

1 3

2

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� �(�*�*�1��� ¿Crees que ejerces mucha presión sobre el suelo cuando estás de pie?. a) Aproximando la forma de tu zapato a un rectángulo calcula su superficie y determina la presión que

tu ejerces al pisar:

MASA (Kg) PESO (N) SUPERFICIE (m2) PRESIÓN (Pa)

b) ¿Será que ejerces mucha presión o será que el Pascal es muy pequeño?. El Pascal por ser una unidad pequeña, es relativamente poco utilizado, empleándose a menudo el kilopascal, y es todavía más frecuente usar otras unidades de presión como son:

Como puedes ver , existen muchas unidades para medir la presión, lo que refleja la importancia que todos los fenómenos relacionados con ella han tenido y tienen en nuestra sociedad.

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UNIDADES EQUIVALENCIAS CON EL PASCAL Kilopascal 1 Kpa= 103 Pa Baria 1 Baria= 10-1 Pa bar 1 bar= 106 baria=105 Pa milibar 1 mbar= 103baria=102 Pa Atmósfera estándar 1 atm= 101300 Pa Atmósfera técnica 1 atm=98000 Pa Kilopondio por cm2 1 Kp/cm2 = 98000 Pa Milímetro de mercurio 1 mmHg o torr =133,3 Pa

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�&���������1���������'� �(���Comprobar la influencia de la superficie sobre la presión ejercida. �)� �������Cristalizador, folio de papel , monedas de 100 pts, goma-espuma (o algo que evite la ruptura del cristalizador). ����*�)��� ����

a) Corta un papel cuadrado de manera que sobresalga 3 o 4 cm del tamaño del cristalizador.

b) Pon goma-espuma dentro del cristalizador. c) Coloca el papel sobre la boca del cristalizador. d) Apila una a una las monedas en el centro del papel hasta que se hundan. e) Repite la operación anterior pero ahora colocando el mismo número de monedas

una a una extendidas por todo el papel. f) ¿Qué diferencias encuentras entre las dos situaciones?.

g) ¿A qué crees que es debido?.

h) Haz un dibujo de ambos casos.

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CONCLUSIONES:

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��&���������1�.�2�!0��/�0���3������'� �(���Comprobar la influencia de la superficie sobre la presión ejercida. )� ��������Goma-espuma, carrito , 8 prismas de hierro. ����*�)��� ��

a) Coloca las piezas según el montaje:

b) Explica en qué consiste la experiencia. �

�� �(�*�*�1�.����������¿Qué debe doler más, una pisada de elefante o del tacón de una señora?.

a) Empecemos por el elefante. Un elefante pesa 62000 N si la superficie de una de sus patas es de 1000 cm2 ¿qué presión ejerce al pisar si se apoya sobre esa pata?.

b) Una señora pesa 500 N y lleva unos zapatos de tacón cuya superficie es de 0,5 cm2 ¿qué presión ejerce al pisar con un tacón?.

c) Coloca los resultados en esta tabla:

PESO SUPERFICIE PRESIÓN

Elefante

Señora

d) Y entonces ¿qué prefieres que te pise una señora o un elefante?.

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CONCLUSIÓN:

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�'�������1- Si para clavar un clavo en la pared aplicas un martillo con una presión de 40000 Pa, calcula la fuerza que has tenido que hacer con el martillo. Supón que la punta del clavo tiene una superficie de 1 mm2. 2- Al colocar 980 Kp de peso sobre una superficie S se ejerce una presión de 500 Pa. Calcula el valor

de S. 3- Razona si las partículas de los gases están muy próximas entre sí, o dejan huecos entre ellas. 4- Indica cuáles de las siguientes propiedades se refieren a lo sólidos, cuáles a los líquidos y cuáles a

los gases: a)Tienen forma propia.b)Sus partículas están desordenadas.c)La fuerzas atractivas entre sus partículas son muy intensas.d)Sus partículas están muy próximas.e)Sus partículas tienen movilidad. f)Son compresibles.g)No pueden fluir.h)Tienen forma variable.i)Tienen volumen fijo.

5- Calcula la densidad media de la Tierra si su radio medio es de 6368 Km y su masa de 5,96.1024

Kg, (considérala como una esfera perfecta). 6- ¿Qué presión origina una fuerza de 12 Kp aplicada sobre una superficie de 2 cm2. Expresa el

resultado en N/m2 y en atmósferas técnicas. 7- ¿Qué presión ejerce sobre su base un prisma de hierro de 42 cm de altura y 25 cm2 de base?.

Densidad del hierro=7,8 g /cm3. 8- Un tanque cilíndrico de 1,2 m de radio y 6 m de altura pesa 4410 N. ¿Qué presión ejerce el tanque

sobre su base?. Se llena hasta las dos terceras partes con aceite .¿Qué presión ejerce ahora el tanque sobre su superficie?. densidad del aceite=918 Kg/m3

9- ¿Qué pesa más un litro de agua o un litro de aceite? 10- Un niño esquimal va andando por el hielo, de pronto el hielo se rompe y el niño cae al agua,

entonces su padre se aproxima arrastrándose sobre el hielo hasta que lo alcanza ¿por qué se arrastra?

11- Un niño de masa 25 Kg se encuentra de pie sobre la nieve. Si la superficie media de los pies del

niño es de 60 cm2, calcula la presión que ejerce sobre la nieve. Si queremos que la presión que ejerza sea 50 veces menor,¿cuál será la superficie de los esquíes que se tiene que poner?.

12- Una presión de 4 N/ mm2 sobre la piel es dolorosa. Un clavo puede tener una superficie de 1 mm2,

un faquir tiene un peso de 700 N.a)¿Cuál es el menor número de clavos que debe utilizar para no experimentar dolor?.b)¿Por qué debe ser muy cuidadoso cuando se acuesta o levanta de una de tales camas?.

13- Dos cuerpos, el primero de doble volumen que el segundo, tienen la misma masa. Razona cómo

serán sus densidades. 14- El aire contenido en el interior de un neumático de un coche tiene una presión de 2,8 Kilos

(Kp/cm2) .Calcula la fuerza que hace: a)Sobre la válvula de salida, sabiendo que la superficie de la válvula es de 0,2 cm2.b)Sobre la pared del neumático, si la superficie completa del mismo es de 2000 cm2.

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Sustancias

tienen propiedades generales

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su relación

tienen propiedades características

si se les aplica una fuerza se ejerce

se puede encontrar en tres estados

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d= m / V *����*�*�

�����+�� P= F / S

no tienen forma propia

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