Física de Ondas y Fluidos

Julieta Macías
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Física de Ondas y Fluidos
1 01. Fluidos en Reposo
1.1 *Presión y principio de Pascal
1.1.1 Formula de Densidad

Annotations:

  • En donde: p  = Densidad m = masa v = volúmen 
1.1.2 Formula de Presión

Annotations:

  • En donde: p = presión  F = Fuerza A = Área
1.1.2.1 P= pgh

Annotations:

  • En donde: P= presión h= profundidad del objeto bajo la superficie del fluido p= densidad del Fluido g= 9.8 m/s^2   
1.1.2.1.1 P= Dh

Annotations:

  • La multiplicación de la densidad de un material y la constante de gravedad da como resultado un peso específico, que representaremos con la letra D, de modo que la fórmula anterior puede expresarse como: 
1.1.3 El Pascal

Annotations:

  • Unidad de Presión
1.1.3.1 Principio de Pascal

Annotations:

  • la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin disminución a todas las partes del fluido y las paredes del recipiente
1.2 *Flotación y principio de Arquímedes
1.2.1 Principio de Arquímedes

Annotations:

  • si un cuerpo está parcial o totalmente sumergido en un fluido, éste ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo
1.2.2 Fuerza de Flotación

Annotations:

  • A la fuerza hacia arriba de la que habla Arquímedes le llamaremos fuerza de flotación, la cual se puede calcular como la masa del objeto por la gravedad; nos interesa el peso de ése volumen de fluido que fue desplazado; la fuerza de flotación (o fuerza boyante) Entonces: B= fuerza de flotación m= masa del fluido desplazado g= 9.8m/s^2 p= densidad del fluido
1.3 *Tensión superficial y Capilaridad
1.3.1 Tensión Superficial

Annotations:

  • la fuerza neta sobre una molécula dentro del volumen del líquido es cero, pero una molécula en la superficie es atraída hacia el volumen. Por esa razón, el líquido tiende a reducir al mínimo su área superficial, tal como lo hace una membrana estirada
1.3.2 Capilaridad

Annotations:

  • De la tensión superficial de un líquido depende otra propiedad llamada capilaridad, la cual es la capacidad del fluido de subir por un tubo capilar (de diámetro muy pequeño). “los ascensos o descensos de los líquidos por tubos capilares, son inversamente proporcionales a los radios de los tubos”.
2 02. Dinámica de Fluidos
2.1 *Ecuación de Continuidad

Annotations:

  • El flujo, gasto o caudal (Q) de un líquido incompresible que pasa por un conducto cerrado es igual al volumen (V) de fluido que pasa por unidad de tiempo (t):
2.1.1 Tipos de flujos
2.1.1.1 Laminar

Annotations:

  • Flujo laminar es el movimiento de un fluido en el que cada partícula del fluido sigue la misma trayectoria (al pasar por un punto en particular) que la seguida por las partículas que la precedieron
2.1.1.2 Turbulento

Annotations:

  • No Aplica para este nivel
2.1.2 Ecuación de continuidad para fluidos incompresibles:
2.2 *Ecuación de Bernoulli
2.2.1 Teorema de Torricelli

Annotations:

  • Este teorema se puede aplicar en situaciones físicas donde la velocidad, la altura o la presión de un fluido sean constantes.
2.3 *Fluidos no Ideales
2.3.1 Viscocidad

Annotations:

  • la viscosidad es fricción interna en un fluido. Las fuerzas viscosas se oponen al movimiento de una porción de un fluido en relación con otra
2.3.2 Turbulencia

Annotations:

  • Cuando un fluido lleva una pequeña velocidad en un conducto, al inicio el flujo es laminar, bastante regular y predecible; sin embargo, si aumentas la velocidad hasta exceder un cierto valor crítico, llamado número de Reynolds, el flujo cambia mucho, volviéndose irregular y difícil de predecir. A este flujo caótico que cambia con el tiempo y no es estable, se le denomina flujo turbulento.
2.3.3 Número de Reynolds

Annotations:

  • Para saber si el flujo es laminar o turbulento se emplea un parámetro adimensional que depende de la velocidad que lleva el fluido, del diámetro de la tubería, de la viscosidad del fluido, etc.: el número de Reynolds, que se expresa como Re.
3 03. Vibración
3.1 *Movimiento Armónico Simple

Annotations:

  • El movimiento es periódico En ausencia de fricciónProducido por una fuerza de restitución Fuerza directamente proporcional al desplazamiento Fuerza en dirección opuesta al desplazamiento
3.1.1 Movimiento Periódico

Annotations:

  • Se mueve de un lado a otro La trayectoria del movimiento es fija Regresa a cada posición Regresa a cada velocidad En un intervalo de tiempo definido
3.1.2 La relación entre la frecuencia angular y la frecuencia f está dada por la fórmula:
3.2 *Ecuaciones de Movmiento
3.2.1 Posición

Annotations:

  • de un punto en el movimiento armónico simple, cuyo símbolo es la letra , se definió como:
3.2.2 Velocidad

Annotations:

  • de cualquier punto cuyo símbolo es la letra , se define como la rapidez con la que varía la posición x (respecto al tiempo
3.2.3 Aceleración

Annotations:

  • de cualquier punto cuyo símbolo es la letra , se define como la rapidez con la que varía la velocidad  (respecto al tiempo):
3.3 Fenómenos de onda
3.3.1 Resorte
3.3.2 Péndulo
4 04. Ondas
4.1 *Ondas en reposo y resonancia

Annotations:

  • una onda mecánica es una perturbación física en un medio elástico.
4.1.1 Perturbacion
4.1.1.1 Transversal

Annotations:

  • La perturbación se puede propagar en dirección transversal a la vibración de cada partícula del cuerpo como en el caso de una cuerda.
4.1.1.1.1 Calcular Velocidad
4.1.1.2 Longitudinal

Annotations:

  • La perturbación se puede propagar en dirección longitudinal a la vibración de cada partícula del cuerpo como en el caso de un resorte.
4.1.1.2.1 Resonancia
4.1.1.2.1.1 Calcular velocidad
4.2 *Los sismos y su relación con las ondas

Annotations:

  • Cuando se produce una perturbación por el movimiento de las placas tectónicas de la tierra, esta produce una propagación de onda a través del casquete terrestre que en diversos lugares del planeta tiene diferentes densidades.
4.2.1 Longitudinales

Annotations:

  • Estas ondas producen esfuerzos de compresión; también son llamadas de tipo .
4.2.2 Transversales

Annotations:

  • Estas ondas producen esfuerzos cortantes ya que son perpendiculares a la dirección de propagación; también son llamadas de tipo <s>. Su velocidad es menor a las longitudinales.
4.2.3 Ondas Rayleigh

Annotations:

  • Estas ondas se propagan en forma parecida a las olas del mar. Su velocidad es menor que la de las ondas <s> (transversales).
4.2.4 Ondas Love

Annotations:

  • Estas ondas se propagan en forma horizontal con esfuerzo cortante.
4.3 *Ondas Sonoras

Annotations:

  • el sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico. Para que subsista un sistema de sonido deben existir dos factores: FUENTE DE VIBRACIÓN >MECÁNICA  MEDIO ELÁSTICO
4.3.1 Fuente de Vibración

Annotations:

  •  puede ser cualquier objeto que produce sonido: instrumentos musicales, vibraciones mecánicas en elementos mecánicos como motores, turbinas, ventiladores, etc.
4.3.1.1 Tubo Abierto
4.3.1.2 Tubo Cerrado
5 05. Sonido
5.1 *Velocidad del Sonido

Annotations:

  • la velocidad de transmisión del sonido depende del medio
5.1.1 Aire y Mar
5.1.2 Varilla

Annotations:

  • y = young
5.1.3 Sólido extendido

Annotations:

  • En la que B es el módulo de volumen, S es el módulo de corte y  la densidad del medio.
5.1.4 Fluido

Annotations:

  • En la que B es el módulo de volumen para el fluido y  su densidad.
5.1.5 Gas

Annotations:

  • En la que R=1.4  ,  es la presión del gas y p su densidad.
5.1.6 Gas Ideal

Annotations:

  • En la que R=8.1J/mol x K  es la constante universal de los gases, T es la temperatura absoluta del gas (en Kelvin) y M la masa molecular del gas. 
5.2 Efecto Doppler

Annotations:

  • cambio aparente en la frecuencia de una fuente de sonido cuando hay un movimiento relativo de la fuente y del oyente.
5.3 *Características del Sonido
5.3.1 Sonido Audible
5.3.2 Umbral de Audicion
5.3.3 Umbral del dolor
5.3.4 Intensidad Sonora
5.3.5 bel B
5.3.6 decibel dB
5.3.7 Tono
5.3.8 Pulsaciones
5.3.9 Timbre
6 Ana Julieta Macías Jiménez

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