Hidráulica: Algo sobre el Principio de Bernoulli

Objetivo educativo
El alumno planteará y resolverá situaciones en donde se aplique el principio de Bernoulli en casos sencillos de fluidos en movimiento

Desarrollo
Planteamiento del problema
Cuándo la rapidez de un fluido que se desplaza dentro de un tubo horizontal aumenta, ¿qué ocurre a la presión interna del fluido?

Marco teórico
Daniel Bernoulli, científico suizo del siglo XVIII realizó experimentos con tubos por los que fluía una corriente de agua y descubrió que, cuando mayor era la rapidez del flujo, menor era la fuerza que el agua ejercía en dirección perpendicular del flujo (lateralmente). La presión sobre las paredes del tubo disminuye al aumentar la rapidez del agua. Bernoulli encontró que este principio es aplicable tanto a los líquidos como a los gases. En su forma más simple el principio de Bernoulli establece que:

Cuando la rapidez de un fluido aumenta, su presión disminuye

El principio de Bernoulli es consecuencia de la conservación de la energía.

Intención
Observar algunas aplicaciones del principio de Bernoulli.

Pregunta !.- ¿Por qué se levantan las láminas de los techos cuando hay un ventarrón? Explica que sucede con las presiones.

En la mayoría de los libros de Física nos describen las alas de los aviones como un buen ejemplo de aplicación del Principio de Bernoulli. La forma abultada del ala genera mayor rapidez del aire propiciando una presión menor arriba y mayor abajo donde el aire se mueve casi igual.

Pregunta 2.- ¿Cómo es posible que existan aviones que vuelen invertidos? (los comerciales no, pero sí los F-16, los acrobáticos y otros).

Actividad 3.- Elabora con tu equipo de clase el Prototipo desarrollado para experimentar con diferentes velocidades y presiones (diseño de bajo costo)

Para observar experimentalmente éste efecto, puedes hacer un dispositivo como se muestra en las fotografías siguientes con un poco de silicón, mangueras transparentes y frasco de plástico de yogurt o yakult y conectarlo a la llave del agua para que fluya el líquido.

Resultados
Indica lo que sucede en este experimento y plantea las bases científicas que lo sustentarían.

Valor de las preguntas y del prototipo: hasta 8 puntos

Fecha límite de entrega: 18 - 19 de febrero, en la sesión de laboratorio.

Bibliografía
Hecht, Eugene, Física 1 y 2, Álgebra y Trigonometría. 2 Vols. México, Internacional Thomson Editores, 1998.

Hidráulica: Modelo con puntos extras.

Con la ayuda de los integrantes de tu equipo, crea un modelo que demuestre la fuente de heron y ganen 15 puntos extras a su apreciativa.

Investiguen cómo crearla o vean los videos en la web.
Tip: es muy importante el sellado de las entradas de las mangueras.
Fecha límite de presentación: 4 ó 5 de febrero del 2010 durante las horas de clase.

Temario del curso

Actividades en el Primer bimestre.

Puntos extras!

Si deseas obtener puntos extras en la apreciativa, puedes realizar estas actividades:

Noticia.- Recorte periodístico o noticia difundida en la web en este año, relacionada con inventos, investigaciones o descubrimientos en materia de física. valor: hasta 8 puntos

Experimento.- Descripción sencilla de una actividad realizable con material común, relacionado con la hidráulica, calor-temperatura, electricidad o electromagnetismo. valor: hasta 8 puntos

Presentaciones.- Direcciones electrónicas de gráficos con movimiento demostrativos de las unidades de temas del actual semestre. valor: hasta 8 puntos.

Notas: Los trabajos se presentarán individual o por equipo de hasta 3 integrantes. Las noticias en recorte de revistas o periódicos en la hora de clase del miércoles

Las noticias, experimentos y presentaciones se envían vía correo electrónico, con fecha límite de entrega el día 15 de marzo del 2009 (anexar la fuente informativa)

Problemario Electricidad

PROBLEMARIO DE ELECTRICIDAD

1. Al comprar una lámpara de filamento que deja pasar 0.6 amperes de intensidad de corriente al ser conectado a una diferencia de potencial de 117 volts es necesario calcular lo siguiente:
a) Resistencia del filamento.
b) Potencia de la lámpara
c) El costo de operación durante 30 días ($2.30 cada KWH)

2. En el tostador con resistencia de 23 ohms al calentarse, produce una intensidad de la corriente eléctrica desconocida al conectarlo a una línea de 127 volts. Descubre esa intensidad y anota también su potencia: 55 ω b) 55 amp c) 5.08 amp d) 0.55 ω e) 700 amp
a) Potencia:

3. El alambre conductor que deja pasar 3 amperes al aplicarle una diferencia de potencial de 12 volts, resulta con una potencia de:
a) 2.5 amp b) 4 watt c) 12 amp d) 2.5 watt e) ninguna de las anteriores

e Indica cual es la potencia de un aparato con 30 ohms de resistencia y corriente de 3 amperes: a) 10 watts b) 90 watts c) 0.1 voltio d) 10 voltio e) ninguno de los anteriores

4. Determina cual sería el valor de la fuerza eléctrica entre 2 cargas cuyos valores son 3 milicouloººmbs y 12 milicoulombs, separados en el vacío por 60 cm de distancia entre ellos.

5. Determina la resistencia eléctrica de un alambre de cobre de 1.10 kilómetros de largo y con 0.4 milímetros cuadrados de área en su sección transversal a 10º C.(valor cu= 1.72 x 108)

Y calcula la resistencia equivalente de los circuitos en serie y paralelo, cuyos valores son 12, 7, 26 y 31 ohms.


6. por la resistencia de 30 ohms de un aparato circula corriente eléctrica de 4 amperes al conectarlo a una diferencia de potencial de 120 volts. Calcula el calor producido en 5 minutos y 50 segundos

y el alambre conductor de una extensión deja pasar 6 amperes, con una resistencia de 40 ohms. Determina su diferencia de potencial eléctrico y el calor producido al utilizarlo durante 1 hora y 10 minutos.

7. En un restaurante se tienen dos tostadores con resistencia de 15 ohms cada uno, al calentarse al estar conectados en paralelo a una línea de 120 volts. Calcula los siguientes datos:
a) Intensidad de la corriente eléctrica total
b) Potencia en KWH
c) Calor producido durante media hora de uso.


8. Dibuja el diagrama de un circuito mixto conteniendo las siguiente Resistencias: (R1= 7, R2=5 en serie), (R3= 10, R4=3 en paralelo 1), (R5= 6, R6=6 en paralelo 2) y (R7= 2, R8=10 en paralelo 3).
A) Después calcula La resistencia equivalente del circuito en serie
B) La resistencia equivalente de los circuitos en paralelo
C) La resistencia equivalente del circuito mixto.
D) La intensidad de la corriente en el sistema completo

9. Determina la cantidad y costo de operación de 2 aparatos de uso doméstico, un refrigerador con intensidad de 210 a y un horno eléctrico con 60 ohms, ambos operando con una tensión de 12 volts y considerando un costo de cada kwh de $1.60.

¿y cuál de los dos aparatos mencionados consume mayor energía eléctrica en 8 horas de operación contínua?

10. Calcula la resistencia equivalente de tres resistencias cuyos valores son R1= 5w, R2= 7w y R3= 4w cuando se conectan en serie y en paralelo. Indica además la intensidad total del circuito


11. Una carga de 10 nano coulombs está en el aire a 12.5 cm de otra carga de 8 nano coulombs. Determina el valor y tipo de la fuerza eléctrica entre ellas, indicando su variante al usar agua como medio.

12. Se cuenta con una carga eléctrica de 10 micro coulombs en el aire a 10.50 cm de otra, con una fuerza de rechazo de 4x10-6 n, calcula cuanto vale la segunda carga

13. Calcula la intensidad del campo eléctrico a una distancia de 50 centímetros de un carga de 4 microcoulombs

Y Calcula la resistencia eléctrica de un alambre de platino de 8,500 milímetros de longitud y 0.9 milímetros cuadrados de área en su sección transversal.

9. Un horno de micro-ondas de potencia de 1,050 watts se usa 15 minutos diariamente y un refrigerador de uso continuo que genera 600 kwh anualmente, ambos a 120 volts. nos darán los siguientes datos:
a) resistencia del horno _______
b) costo de operación a 30 días ________
c) potencia del refrigerador _______
d) costo de operación 30 días ________


10. Por la resistencia de 30 ohms de un aparato circula corriente eléctrica de 4 amperes al conectarlo a una diferencia de potencial de 120 volts. calcula el calor producido en 5 minutos.

Correo electrónico

1er paso: establecer la comunicación enviando su dirección electrónica acompañada de su nombre completo y grupo al que pertenece. Es requisito INDISPENSABLE.



2º paso: al utilizar el correo indicar en el asunto lo enviado.



3er paso: conservar el registro de envío para aclaraciones.



nota: evitar enviar spam, facebooks, cadenas u otros correos sin interés escolar.