ESTÁNDAR
Entorno físico:
- Explico condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.
Ciencia, tecnología y sociedad:
- Identifico aplicaciones de algunos conocimientos sobre la herencia y la reproducción al mejoramiento de la calidad de vida de las poblaciones.
- Identifico aplicaciones comerciales e industriales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
COMPONENTE
- Entorno físico.
- Ciencia, tecnología y sociedad.
INDICADOR DE DESEMPEÑO
De Conocimiento:
- Comprendo y calculo algunos elementos presentes en la mecánica de fluidos.
De Desempeño:
- Empleo datos obtenidos de gráficos y/o problemas para calcular presión, fuerza de empuje, energía potencial y cinética, caudal, dependiendo del respectivo principio físico que se esté desarrollando.
METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA
- Unidad didáctica
- Presión
- Propósito
- Comprender el concepto de presión estableciendo relaciones con el concepto de fuerza y superficie.
- Desarrollo cognitivo instruccional
Presión
Definición y Unidades
Un sólido al entrar en contacto con otro ejerce una fuerza en su superficie tratando de penetrarlo. El efecto deformador de esa fuerza o la capacidad de penetración depende de la intensidad de la fuerza y del área de contacto. La presión es la magnitud que mide esa capacidad.
Su unidad en el Sistema Internacional es el Pascal (Pa = 1 N / m2).
Es la unidad de presión que debes usar en todos los ejercicios de este tema y en general en Física, pero, como verá expresar la presión en otras unidades, vamos a darte sus equivalencias.
En la industria se usa el kp/cm2. Cuando alguien dice que la presión de un neumático es de "2 kilos" se está refiriendo a esta unidad, el kp/cm2, (kp/cm2 = 98 000 Pa). Naturalmente esta forma de expresar la presión como unidad de masa es una incorrección, pero los usos incorrectos en el lenguaje vulgar con el tiempo se afianzan, aunque son inadmisibles, conducen a errores conceptuales y son una muestra de ignorancia.
La presión atmosférica se mide en atmósferas y mm Hg.
1 atm = 760 mm Hg
1 atm = 101300 Pa.
Otra unidad son los bar; 1 bar (b) = 1.000 mb 1 bar (b) = 100.000 Pa. En Meteorología se usa el milibar o hPa (1 mb = 100 Pa). Una presión de 1 atm equivale a 1013 mb (recuerda los mapas del tiempo). Las borrascas tienen valores inferiores a esa y los anticiclones mayores.
A efectos de exactitud, cuando medimos la presión de los neumáticos, una presión de 2 kp/cm2 equivalen “casi" a 2 bar.
Una fuerza externa aplicada a una pared móvil de un recipiente que contiene un fluido crea una presión que lo comprime. La fuerza repartida sobre la superficie de la pared móvil da el valor de la presión (P = F/S). El volumen que ocupa el fluido disminuye al aumentar la presión. La compresibilidad es casi nula en los líquidos.
Aún sin fuerza externa, el peso del líquido ejercerá una presión hidrostática sobre sus capas inferiores. Esta presión engendra una fuerza que actúa desde el interior del líquido hacia fuera y perpendicularmente a todas las paredes del recipiente.
Para ampliar la comprensión, observa el siguiente video:
- Desarrollo Metodológico
Ejemplos:
- Se tiene un cuerpo sólido con un peso de 120 N, y abarca un Área superficial de 0.5 m2. Calcular la Presión que ejerce sobre el suelo.
P = F/A
P = (120 N) / (0.5 m2)
P = 240 N/m2
P = 240 Pa
- Se tiene un cuerpo sólido con un peso de 200 N, y abarca un Área superficial de 0.75 m2. Calcular la Presión que ejerce sobre el suelo.
P = F/A
P = (200 N) / (0.75 m2) = 266.67 N/m2 = 266.67 Pa
Material de apoyo: observar el siguiente video:
Actividad:
- ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie de 0.040 metros cuadrados?
- La presión atmosférica tiene un valor aproximado de 1 x105 Pa ¿Qué fuerza ejerce el aire confinado en una habitación sobre una ventana de 50 cm x 75 cm?
- Se tiene un cuerpo sólido con un peso de 230 N, y abarca un Área superficial de 1.5 m2. Calcular la Presión que ejerce sobre el suelo.
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