Explico aplicaciones tecnológicas del modelo de mecánica de fluidos.

Explico aplicaciones tecnológicas del modelo de mecánica de fluidos.

Transcripción de APLICACIONES DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS

ONDAS DE CHOQUE
En la mecánica de fluidos, una onda de choque es una onda de presión abrupta producida por un objeto que viaja más rápido que la velocidad del sonido . Una de sus características es que el aumento de presión en el medio se percibe como explosiones.
entre los ejemplos relacionados con la tecnología están:
* Las bombas atómicas y sus ondas explosivas.
* Los aviones supersónicos que superan la velocidad del sonido.
* En la medicina se usan para destrozar los cálculos renales, técnica denomindada litroticia.
AERODINÁMICA
La mecánica de fluidos se ha dividido en diferentes ramas que cubren diferentes aspectos de la ingeniería, la física, las matemáticas, etc. Están destinadas a solucionar problemas de la vida cotidiana así como para desarrollar nueva tecnología y descubrir nuevos campos de la ciencia es aquí donde nuestro grupo relaciona la física con la tecnología y la importancia de los artefactos que se han creado gracias a esta rama de la física.
SUPERSÓNICA
La supersónica, una rama importante de la aerodinámica, se ocupa de los fenómenos que tienen lugar cuando la velocidad de un sólido supera la velocidad del sonido generalmente en el aire que es el medio por el que se desplaza; muchas veces escuchamos de los aviones supersónicos que superan la velocidad del sonido, es decir mayor de 1.225 km/h
COMPRESORES
TURBINAS
Las turbinas son unas maquinas por las cuales pasa un fluido de forma continua y dicho fluido le entrega su energía a través de un rodete con paletas.

Existen muchos tipos de turbinas pero entre las principales se encuentran: Las turbinas hidráulicas, turbinas térmicas, turbinas eólicas y turbinas submarinas.
APLICACIONES DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS
Presentado por: Espinoza Ildefonso Graciela Medalit
La mecánica de fluidos se ha dividido en diferentes ramas que cubren diferentes aspectos de la ingeniería, la física, las matemáticas, etc. Están destinadas a solucionar problemas de la vida cotidiana así como para desarrollar nueva tecnología y descubrir nuevos campos de la ciencia
es aquí donde nuestro grupo relaciona la física con la tecnología y la importancia de los artefactos que se han creado gracias a esta rama de la física.
Aqui podemos observar un F18 hornet sobrepasando la barrera del sonido
Actualmente su uso en medicina estética es conocido para el tratamiento de la celulitis y el efecto llamado "piel de naranja", mejorando a su vez notablemente la elasticidad de la piel y mejora del tono muscular.
Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores.

Ciencia, tecnología y sociedad

 Ciencia, tecnología y sociedad

¿Qué es CTS?

Los estudios sociales de la ciencia y la tecnología, o estudios sobre ciencia, tecnología y sociedad (CTS), constituyen un campo de trabajo en los ámbitos de la investigación académica, la educación y la política pública.

CTS se origina hace tres décadas a partir de nuevas corrientes de investigación en filosofía y sociología de la ciencia, y de un incremento en la sensibilidad social e institucional sobre la necesidad de una regulación democrática del cambio científico-tecnológico.

En este campo se trata de entender los aspectos sociales del fenómeno científico-tecnológico, tanto en lo que respecta a sus condicionantes sociales como en lo que atañe a sus consecuencias sociales y ambientales.

El enfoque general es de índole interdisciplinar, concurriendo en él disciplinas de las ciencias sociales y la investigación académica en humanidades como la filosofía y la historia de la ciencia y la tecnología, la sociología del conocimiento científico, la teoría de la educación y la economía del cambio técnico.

CTS define hoy un campo de trabajo bien consolidado institucionalmente en universidades, centros educativos y administraciones públicas de numerosos países industrializados.

Objetivos sociales de CTS

CTS trata de promover la alfabetización científica, mostrando la ciencia como una actividad humana de gran importancia social. Forma parte de la cultura general en las sociedades democráticas modernas.

CTS trata de estimular o consolidar en los jóvenes la vocación por el estudio de las ciencias y la tecnología, a la vez que la independencia de juicio y un sentido de la responsabilidad crítica.

CTS trata de favorecer el desarrollo y consolidación de actitudes y prácticas democráticas en cuestiones de importancia social relacionadas con la innovación tecnológica o la intervención ambiental.

CTS propicia el compromiso respecto a la integración social de las mujeres y minorías, así como el estímulo para un desarrollo socioeconómico respetuoso con el medio ambiente y equitativo con relación a generaciones futuras.

CTS intenta contribuir a salvar el creciente abismo entre la cultura humanista y la cultura científico-tecnológica que fractura nuestras sociedades.

Relaciono voltaje y corriente con los diferentes elementos de un circuito eléctrico complejo y para todo el sistema.

 Relaciono voltaje y corriente con los diferentes elementos de un circuito eléctrico complejo y para todo el sistema.

Al aplicar un voltaje a un circuito eléctrico cerrado, se produce una corriente de electrones a través de todas las partes del circuito.

El voltaje aplicado da una fuerza (energía cinética) a los electrones libres, que es convertida en calor (energía calorífica) por la resistencia del circuito. La mayor parte de la con-versión ocurre en la carga.

Durante mucho tiempo se sospechó de la existencia de una íntima relación entre el voltaje, la corriente de electrones y la resistencia de un circuito eléctrico. En el año de 1827 el profesor alemán de física Georg S.

Ohm publicó una ecuación sencilla que explica la exacta relación entre voltaje, corriente y resistencia.

Esta ecuación, conocida como la Ley de Ohm, se ha convertido en una poderosa herramienta para los técnicos electricistas. Permite predecir lo que sucederá en un circuito eléctrico antes de construirlo.

Usando la Ley de Ohm, los técnicos conocen exactamente cuánta corriente de electrones fluirá a través de una resistencia, cuando se conoce el voltaje aplicado.

De hecho, las tres cantidades eléctricas –corriente, voltaje y resistencia– pueden determinarse usando la Ley de Ohm.

Relación entre corriente y voltaje aplicado. Para un valor fijo de resistencia, cuando se duplica el voltaje aplicado a un circuito, la corriente de electrones se duplica también (los electrones se mueven dos veces más aprisa).

Cualquier aumento en el voltaje o la FEM da por resultado un aumento proporcional en la corriente a través del circuito.

Cualquier disminución en el voltaje o la FEM da por resultado una disminución proporcional en el flujo de electrones a través del circuito.

Establezco relaciones entre campo gravitacional y electrostático y entre campo eléctrico y magnético.

 Establezco relaciones entre campo gravitacional y electrostático y entre campo eléctrico y magnético.

CONCEPTO DE CAMPO GRAVITATORIO Y CAMPO ELÉCTRICO.

La presencia de una carga eléctrica altera el espacio que la rodea produciendo una fuerza eléctrica sobre otra carga cercana. Del mismo modo, la presencia de una masa altera el espacio que la rodea de tal manera que produce una fuerza gravitatoria sobre otra masa cercana.

La masa como la carga se rodean de un campo de influencia sobre otras masas (campo gravitatorio) sobre otras cargas (campo eléctrico).

-- Se dice que existe un campo eléctrico en una región del espacio si una carga eléctrica colocada en un punto de esa región experimenta una fuerza eléctrica.

-- Se dice que existe un campo gravitatorio en una región del espacio si una masa colocada en un punto de esa región experimenta una fuerza gravitatoria.

8.1.1. ANALOGÍAS ENTRE EL CAMPO ELÉCTRICO Y EL CAMPO GRAVITATORIO.

Entre campo eléctrico y campo gravitatorio se pueden establecer las siguientes analogías:

-- Ambos campos son centrales, ya que están dirigidos hacia el punto donde se encuentra la masa o la carga que los crea.

-- Son conservativos porque la fuerza central solamente depende de la distancia.

-- La fuerza central que define ambos campos es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Ley de Coulomb: La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Las cargas son magnitudes escalares que pueden tener signo positivo o negativo.

Ley de Newton: Dos cuerpos cualesquiera del Universo se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Una fuerza central será negativa (atracción) si está dirigida hacia el centro del campo, y será positiva si está dirigida hacia afuera (repulsión).

8.1.2. DIFERENCIAS ENTRE EL CAMPO GRAVITATORIO Y EL CAMPO ELÉCTRICO.

Aunque existen analogías entre ambos campos, también existen diferencias que conviene poner de manifiesto:

1.- El campo gravitatorio es universal; existe para todos los cuerpos. El campo eléctrico sólo existe cuando los cuerpos están cargados de electricidad.

2.- El campo gravitatorio es siempre de atracción, mientras que el campo eléctrico puede ser de atracción (cargas de diferente signo) o de repulsión (cargas de igual signo).

3.- La constante eléctrica K viene a ser (10exp20) veces mayor que la constante gravitatoria G. Lo que indica que el campo gravitatorio es muy débil comparado con el campo eléctrico.

4.- Una masa, siempre crea un campo gravitatorio. Una carga eléctrica en movimiento además del campo eléctrico crea también un campo magnético.

La unidad de carga eléctrica en el S.I. el culombio. Un culombio es la carga que pasa por la sección transversal de un conductor en un segundo cuando la intensidad de la corriente es un amperio.

Movimiento en un campo eléctrico. Una partícula cargada que está en una región donde hay un campo eléctrico, experimenta una fuerza igual al producto de su carga por la intensidad del campo eléctricoF_e=q·E. La energía potencial q(V'-V) se transforma en energía cinética.

Establezco relaciones entre fuerzas macroscópicas y fuerzas electrostáticas.

Establezco relaciones entre fuerzas macroscópicas y fuerzas electrostáticas.

Para poder describir ciertas propiedades de la materia, como los estados de agregación, la temperatura de ebullición y la temperatura de fusión, es necesario considerar las fuerzas que mantienen unidas a las partículas que constituyen cada una de las sustancias. A estas fuerzas las denominamos interacciones intermoleculares.

Entre dos partículas de la misma sustancia se establecen fuerzas de atracción y de repulsión. La interacción neta entre estas partículas resultará del balance entre estos dos tipos de fuerzas. Esta energía de interacción entre partículas es mucho menor que la involucrada cuando se rompe una unión química (dentro de la sustancia). Cuando se vencen estas interacciones intermoleculares no se produce un cambio en la composición química del sistema, por lo tanto, determinan propiedades físicas de las sustancias.

La magnitud de estas interacciones determinará, por ejemplo, la temperatura de ebullición y de fusión de la sustancia y, por lo tanto, su estado de agregación. Dentro de este tipo de interacciones se pueden mencionar:

    • Interacciones dipolo-dipolo permanentes.
    • Interacciones dipolo-dipolo momentáneas.
    • Interacciones puente de hidrógeno.
    • Interacciones combinadas entre las anteriores y de todas ellas con iones.

Objetivos de las actividades

Que los alumnos:

    • reconozcan el o los tipos de interacciones intermoleculares presentes de acuerdo con la polaridad de las sustancias;

    • relacionen las propiedades macroscópicas de una sustancia con su polaridad y las fuerzas intermoleculares que actúan entre sus partículas;

    • predigan interacciones entre partículas de diferentes sustancias.

Actividad 1. Fuerzas intermoleculares, punto de ebullición, punto de fusión y estado de agregación

La temperatura de ebullición de una sustancia se define como la temperatura a la que dicha sustancia cambia del estado líquido al gaseoso. Si la presión ambiente es de 1 atmósfera, se la denomina temperatura de ebullición normal. Cada sustancia pura tiene una temperatura de ebullición característica, y esta será mayor cuanto mayor sea la energía de interacción entre las partículas del líquido.

Por otra parte, la temperatura de fusión de una sustancia es la temperatura a la que una sustancia sólida pasa al estado líquido. La temperatura de fusión también depende de la presión atmosférica, pero las variaciones son menores que en el caso de la temperatura de ebullición. Su valor dependerá también de la fuerza de las interacciones entre las partículas. La simulación Cambios de estado permite observar los cambios macroscópicos y microscópicos que ocurren durante los cambios de estado para el agua: 

a) Los puntos de ebullición de los compuestos formados entre el hidrógeno y los elementos del grupo VIA son:

                • Agua (H₂O) 100 ºC
                • Sulfuro de hidrógeno (H₂S) -60,8 ºC
                • Seleniuro de hidrógeno (H₂Se) -41,5 ºC
                • Telururo de hidrógeno (H₂Te) -1,8 ºC

a.1. Utilicen EQTabla para buscar las electronegatividades de todos los elementos. Sobre la base de estos valores, calculen las polaridades de cada enlace.

a.2. Usen el programa Avogadro para predecir la forma y polaridad de las moléculas. ¿Cuáles son las fuerzas intermoleculares actuando entre ellas? Justifiquen los puntos de ebullición encontrados.

a.3. Grafiquen el punto de ebullición de las sustancias en función del número total de electrones en la molécula, utilizando el programa Calc de sus equipos portátiles. ¿Si graficasen las mismas variables para los compuestos entre el hidrógeno y los elementos del grupo VIA, encontrarían el mismo patrón? Justifiquen las diferencias.

b) Utilicen el programa Writer o Word de sus equipos portátiles para armar una tabla con las siguientes columnas. Complétenla. De ser posible, incorporen fotos o diagramas de las sustancias mencionadas.

Establezco relaciones entre el modelo del campo gravitacional y la ley de gravitación universal.

Establezco relaciones entre el modelo del campo gravitacional y la ley de gravitación universal.

masa. Fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.

Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas ${\displaystyle m_{1}}$ y ${\displaystyle m_{2}}$ separados una distancia ${\displaystyle r}$ es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:

(1)${\displaystyle F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}}$

donde

${\displaystyle F\,}$ es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.

${\displaystyle G\,}$ es la constante de gravitación universal.

Relaciono masa, distancia y fuerza de atracción gravitacional entre objetos.

Relaciono masa, distancia y fuerza de atracción gravitacional entre objetos.

 inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
se visualiza de la siguiente manera
la misma fuerza de atraccion se distribuye uniformamente en la superficie de una esfera alrededor de la fuente,
al aumentar la distancia, aumenta el radio de la esfera, y su superficie.
pero la energia es la misma, asi que al repartirse en la superficie de la esfera, esta energia va dismiunuyendo a medida que la distancia crece
si analizas la formula matematica de la superficie de la esfera, (4 circulos maximos), este depende unicamente del cuadrado del radio (4¶R²)
asi, al crecer la esfera, la misma energia desminuye con el cuadrado de la distrancia ( o el radio)