FLUIDOS EN MOVIMIENTO
¿Qué es un fluido?
Un fluido es un conjunto de partículas que se
mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un
recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de
forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza
aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen.
HIDRODINÁMICA
Estudia las características y comportamiento de los
fluidos en movimiento.
De acuerdo al
comportamiento de las moléculas hay dos tipos de fluidos.
• Fluido
laminar: se presenta cuando cada región del flujo se mueve con velocidad
constante y en forma paralela. Las trayectorias que describe dicho fluido se le
conoce como líneas de flujo. En el flujo laminar estas líneas no se cruzan.
•
Fluido turbulento: el movimiento de las partículas no es constante de manera
que las líneas de flujo se cruzan formándose remolinos.
Para el estudio de los fluidos tendremos en cuenta
las siguientes consideraciones:
- El flujo es laminar estacionario
- Los fluidos son prácticamente incomprensible, es
decir, que los aumentos de presión no alteran su densidad.
- No tiene viscosidad
ECUACIÓN DE LA CONTINUIDAD
El flujo de un líquido lo podemos entender como el
volumen por unidad de tiempo que pasa por un punto determinado.
Cuando un fluido se encuentra en movimiento puede
cambiar su velocidad. Se puede decir que la velocidad de los fluidos es mayor
en aquellas zonas donde ocupa menor área. Por ejemplo, si estamos regando el
jardín con una manguera y ponemos el dedo en la salida del agua vemos que la
velocidad de salida de este líquido aumenta debido a que el área disminuye.
Imaginemos un fluido incomprensible, es decir, su
densidad no varía, que se mueve por un tubo de diámetro variable como muestra
la figura.
El área por la cual pasa el fluido se le llama
sección de área.
Tomadas dos áreas diferentes por las cuales pasa el
fluido en un tiempo t. Si el líquido es
incomprensible, el volumen del fluido que pasa por A, en el intervalo de tiempo
t, el cual contiene un cilindro pequeño es: A1.V1.t
Si la densidad del fluido es d, la masa del fluido que pasa por el
cilindro será: A1.V1.t.d. L misma
consideración que puede hacerse para el cilindro 2, cuya área es A2, con
velocidad V2 en el intervalo de tiempo t, de esta forma la mase que sale por el
punto 2 es V2.t.
Como la masa que entra es la que sale:
A2 V2 t d =
A1 V1 t d
simplificando obtenemos la ecuación de la
continuidad que dice:
A2 V2 = A1 V2 = Q
La ecuación de continuidad muestra que el producto
Av se mantiene constante cuando el líquido fluye a través del tubo. Además la
velocidad del fluido aumenta cuando el área disminuye. A la cantidad Av se le
llama gasto volumétrico o caudal, es decir, que de acuerdo a la ecuación de
continuidad, el caudal es constante a lo largo del tubo, se expresa
Q = Av
El caudal representa la medida del volumen de fluido
que fluye por unidad de tiempo del tubo. La cual se puede expresar también
Q = V/ t
CAUDAL
electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática.
Para explicar cómo se origina la electricidad estática, hemos de considerar que
la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un núcleo
rodeado de una nube de electrones.
La "fuerza"
que produce el generador (en el ejemplo: una pila) se llama "Tensión
eléctrica" o "Diferencia de Potencial", y se mide en Voltios.
TOMADO DE: http://es.slideshare.net/jaimelot/taller-fluidos-8-13460333
LA
ELECTROSTÁTICA: es la parte de la física que estudia este tipo de
comportamiento de la materia, se preocupa de la medida de la carga eléctrica o
cantidad de electricidad presente en los cuerpos y, en general, de los
fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo.
QUÉ ES LA
ELECTRIZACIÓN: Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades
eléctricas, es decir, adquiere cargas eléctricas, se dice que ha sido
electrizado. La
Normalmente, la materia es neutra (no electrizada),
tiene el mismo número descargas positivas y negativas.
Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus
electrones que otros.
Un ejemplo de materiales ordenados de más positivo
a más negativa es el siguiente: Piel de conejo, vidrio, pelo humano, nylon,
lana, seda, papel, algodón, madera, ámbar, polyester, poliuretano, vinilo
(PVC), teflón.
En casa hemos frotado el bolígrafo con nuestra ropa
y hemos visto como atrae trocitos de papeles. O cuando acercamos un globo a
nuestro cabello y este se adhiere a él.
De estos experimentos se concluye que:
1. La materia contiene dos tipos de cargas
eléctricas denominadas positivas y negativas. Los objetos no cargados poseen
cantidades iguales de cada tipo de carga.
2. Cuando un cuerpo se frota la carga se transfiere
de un cuerpo al otro, uno de los cuerpos adquiere un exceso de carga positiva y
el otro un exceso de carga negativa. En cualquier proceso que ocurra en un
sistema aislado la carga total o neta no cambia.
3. Los objetos cargados con carga del mismo signo,
se repelen.
4. Los objetos cargados con cargas de distinto
signo, se atraen.
CARGA
ELÉCTRICA.
Los átomos están constituidos por un núcleo y una
corteza (órbitas) En el núcleo se encuentra muy firmemente unidos los protones
y los neutrones. Los protones tienen carga positiva y los neutrones no tienen
carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas donde se encuentran
girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga negativa.
Ambas cargas la de los protones (positivos) y la de
los electrones (negativos) son iguales, aunque de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El
electrón es la partícula elemental que lleva la menor carga eléctrica negativa
que se puede aislar. Como la carga de un electrón resulta extremadamente
pequeña se toma en el S.I. (Sistema Internacional) para la unidad de
Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24
1018 electrones.
Para denominar la carga se utiliza la letra Q y
para su unidad la C.
Ejemplo: Q = 5 C
En la tabla adjunta se muestra la masa y la carga
de las partículas elementales.
Para el estudio de la electricidad nos basta con
este modelo aproximado del átomo, con sus partículas elementales (electrón,
protón y neutrón). Los protones son de carga eléctrica positiva y se repelen
entre sí. Los electrones son de carga eléctrica negativa y se repelen entre sí.
Los neutrones no tienen carga eléctrica.
Entre los electrones y los protones se ejercen
fuerzas de atracción. Puesto que los electrones giran a gran velocidad
alrededor del núcleo existe también una fuerza centrípeta que tiende a alejar
del núcleo a los electrones. Entre dichas fuerzas se establece un equilibrio,
de tal manera que los electrones giran en las órbitas y no son atraídos por los
protones del núcleo y tampoco se salen de sus órbitas.
Cuando
un cuerpo cargado eléctricamente se pone en contacto con otro inicialmente
neutro, puede transmitirle sus propiedades eléctricas. Este tipo de
electrización denominada por contacto se caracteriza porque es permanente y se
produce tras un reparto de carga eléctrica que se efectúa en una proporción que
depende de la geometría de los cuerpos y de su composición. Existe, no
obstante, la posibilidad de electrizar un cuerpo neutro mediante otro cargado
sin ponerlo en contacto con él. Se trata, en este caso, de una electrización a
distancia o por inducción o influencia. Si el cuerpo cargado lo está
positivamente la parte del cuerpo neutro más próximo se cargará con
electricidad negativa y la opuesta con electricidad positiva. La formación de
estas dos regiones o polos de características eléctricas opuestas hace que a la
electrización por influencia se la denomine también polarización eléctrica. A
diferencia de la anterior este tipo de electrización es transitoria y dura
mientras el cuerpo cargado se mantenga suficientemente próximo al neutro.
Finalmente,
un cuerpo puede ser electrizado por frotamiento con otro cuerpo, como aprecio
Tales de Mileto en el siglo sexto antes de Cristo
Electrización por
frotamiento
La
electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la
fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados
y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y
aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del
vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan
electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en
contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en
conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la
explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga
eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base
de observaciones sencillas.
Electrización por
contacto
La
electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de
cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es
porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá
en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en
contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y
el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan
transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede
como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso
de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga
negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.
Electrización por
inducción
La
electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas.
Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en
las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo
que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo
entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa
zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las
fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se
aleja suficientemente del cuerpo neutro.
Conductores,
aisladores y semiconductores
Cuando
un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas eléctricas, bajo la acción de las
fuerzas correspondientes, se redistribuyen hasta alcanzar una situación de
equilibrio. Algunos cuerpos, sin embargo, ponen muchas dificultades a este
movimiento de las cargas eléctricas por su interior y sólo permanece cargado el
lugar en donde se depositó la carga neta. Otros, por el contrario, facilitan
tal redistribución de modo que la electricidad afecta finalmente a todo el
cuerpo. Los primeros se denominan aisladores y los segundos conductores.
Esta
diferencia de comportamiento de las sustancias respecto del desplazamiento de
las cargas en su interior depende de su naturaleza íntima. Así, los átomos de
las sustancias conductoras poseen electrones externos muy débilmente ligados al
núcleo en un estado de semilibertad que les otorga una gran movilidad, tal es
el caso de los metales. En las sustancias aisladoras, sin embargo, los núcleos
atómicos retienen con fuerza todos sus electrones, lo que hace que su movilidad
sea escasa.
Entre
los buenos conductores y los aisladores existe una gran variedad de situaciones
intermedias. Es de destacar entre ellas la de los materiales semiconductores
por su importancia en la fabricación de dispositivos electrónicos que son la
base de la actual revolución tecnológica. En condiciones ordinarias se
comportan como malos conductores, pero desde un punto de vista físico su
interés radica en que se pueden alterar sus propiedades conductoras con cierta
facilidad, ya sea mediante pequeños cambios en su composición, ya sea sometiéndolos
a condiciones especiales, como elevada temperatura o intensa iluminación.
MATERIAL DE CLASE 21 DE JULIO PARA PRESENTAR, ULTIMA NOTA:
LUNES 24 DE JULIO 7°4
MARTES 25 DE JULIO 7°1
JUEVES 27 DE JULIO 7°2
VIERNES 28 DE JULIO 7°3
Tomado de: https://es.slideshare.net/AnaReginaCharrisGarcia/modulo-sptimo-grado-periodo-2-2015
Modulo séptimo grado. Unidad Didáctica :Energía -Electricidad . DIANA REGINA CHARRIS
G.
UNIDAD NÚMERO 3. III PERIODO FÍSICA
CORRIENTE ELÉCTRICA
Tomado de: https://sites.google.com/site/697tallerelectricidadprimero/electrostatica/corriente-electrica
La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas
(electrones) desde un lugar donde hay muchos de ellos (negativo de la pila),
hasta otro lugar donde hay pocos (positivo de la pila).
Este fenómeno se puede lograr gracias a la
combinación de varios elementos:
Generador eléctrico. En este caso es una pila, que mediante
reacciones químicas en su interior, separa los electrones de los átomos
agrupándolos en un extremo de la pila (polo negativo). En consecuencia el otro
extremo queda con carga positiva.
Cuando la pila se descarga, ambos polos quedan con las misma cantidad de
carga negativa y positiva (electrones y protones), es decir neutros.
Conductores eléctricos. Son los que transportan las cargas eléctricas
(electrones) desde el polo negativo de la pila hasta el otro extremo de ésta
(el positivo) recorriendo todo el circuito.
Camino o circuito
cerrado. Para que todo esto sea
posible es necesario que exista un camino cerrado para el paso de la corriente
eléctrica o movimiento de electrones.
Resumiendo, la pila aporta la "fuerza"
necesaria para que los electrones se muevan desde un polo (-) al otro (+) de la
pila, a través de los conductores.
La carga negativa que hay en el polo negativo
(Potencial negativo) de la pila impulsa (rechaza) los electrones del conductor
hacia el polo positivo (potencial positivo), que a su vez son atraídos hacia
ese lugar, por ser cargas de distinto signo.
Así se produce este fenómeno llamado corriente
eléctrica.
La corriente eléctrica se simboliza con la letra
I o i, de intensidad de corriente.
La unidad de medida de la corriente eléctrica es
el Amper o Amperio, y nos dice la cantidad de electrones que pasan por segundo
a través de una determinada sección de conductor.
La "fuerza"
que produce el generador (en el ejemplo: una pila) se llama "Tensión
eléctrica" o "Diferencia de Potencial", y se mide en Voltios.
Por ejemplo:
Las pilas AA, AAA, medianas y grandes, producen
una tensión de 1,5 voltios.
Las baterías (conjunto de pilas conectadas en
serie) son de 9 voltios, las de autos son de 12 voltios, las de moto de 6
voltios,
CORRIENTE ALTERNA Y CONTINÚA.
Corriente continua
(CC):
Cuando los electrones se mueven siempre en el
mismo sentido, del polo negativo al positivo. Las pilas, las baterías de
teléfonos móviles y de los coches producen CC, y también la utilizan pero
transformada de CA a CC, los televisores, ordenadores, aparatos electrónicos, etc.
Corriente alterna (CA):
No es una corriente verdadera, porque los electrones
no circulan en un sentido único, sino alterno, es decir cambiando de sentido
unas 50 veces por segundo, por lo que más bien oscilan, y por eso se produce un
cambio de polos en el enchufe. Este tipo de corriente es la utilizada en
viviendas, industrias, etc., por ser más fácil de transportar.
Corriente alterna (CA):
No es una corriente verdadera, porque los electrones no
circulan en un sentido único, sino alterno, es decir cambiando de sentido unas
50 veces por segundo, por lo que más bien oscilan, y por eso se produce un
cambio de polos en el enchufe. Este tipo de corriente es la utilizada en
viviendas, industrias, etc., por ser más fácil de transportar.
TALLER EN CLASE. JUSTIFICAR CADA RESPUESTA Y DEFINIR
CONCEPTOS
1. ¿Menciona o describir, Qué es la Electricidad?
A. átomos circulando en el espacio
B. Energía cinética circulando por un conductor
C. Efecto que producen los electrones al moverse de un
punto a otro a través de un conductor
D. Grupo de electrones en movimiento
2. ¿Describe qué es, o a qué se le llama Intensidad de
corriente eléctrica?
A. Fuerza electromotriz en movimiento
B. La oposición al paso de la energía eléctrica
C. La rapidez con que se mueven los electrones
D. Cantidad de electrones en movimiento a través de un
conductor
3. ¿Qué es, o a qué se le llama potencia eléctrica?
A. Cantidad de energía en movimiento
B. La rapidez con que se relacionan la Tensión
eléctrica (E) y la Intensidad de corriente (I) en un determinado tiempo
C. La resistencia que ofrecen los conductores al paso
de la corriente eléctrica
D. La velocidad de los electrones en movimiento
4. Menciona ¿cuál es la medida de la potencia eléctrica,
y cuál es su símbolo?
A. Watt (W) B.
Watt (W) C. Ohm (H) D. Resistencia (P)
5. Menciona ¿cuántos y cuáles son los tipos de
corriente eléctrica existen?
A. Son 3 tipos: corriente Directa (C.D), corriente
continua (C.C), y corriente Alterna (C.A)
B. Son 4 tipos: corriente Directa (C.D), corriente
Alterna (C.A), corriente unidireccional (C.U), corriente única (C.U.N)
C. Son 2 tipos: la corriente Directa o Continua (C.D o
C.C) y la corriente Alterna (C.A)
D. Son 2 tipos: La corriente Directa (C.D) y la
corriente continua (C.C)
6. Menciona las partes de un circuito eléctrico
básico.
A. Carcaza, conductores, dirección, y fuente de
energía
B. Conductor, voltios (V), fuente de energía,
dirección de la energía eléctrica
C. Fuente de alimentación, interruptor, consumidor, y
conductores
D. Interruptor, conductores, resistencia (consumidor),
y carcasa
- Realice una biografía del físico alemán Georg Simon Ohm
- Qué diferencia hay entre energía y potencia eléctrica
- Qué es el efecto magnético de la corriente eléctrica
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- Cómo funciona un motor eléctrico de corriente continua
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