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Sesión 7: Estática de Fluidos en el Programa Académico de Medicina, Ejercicios de Biofísica

En este documento se presenta la sesión 7 del Programa Académico de Formación General de Medicina, donde se enseña el concepto de presión hidrostática y su aplicación a problemas de mecánica de fluidos estáticos. Se estudian conceptos básicos como presión, fluido, densidad y principios como el Principio de Pascal y el Principio de Arquímedes.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo funciona la presión hidrostática en un fluido incompresible?
  • ¿Cómo se aplica el Principio de Pascal en problemas de mecánica de fluidos?
  • ¿Cómo se calcula la presión hidrostática en diferentes puntos de un fluido?
  • ¿Cómo se relaciona la presión hidrostática con la densidad de un fluido?
  • ¿Cómo se define la presión hidrostática?

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 19/10/2021

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PROGRAMA ACADÉMICO
DE FORMACIÓN GENERAL
F
G
ESTATIC
A DE
FLUIDOS
SESIÓN
N° 07
PROGRAMA DE MEDICINA
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pfa
pfd
pfe
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¡Descarga Sesión 7: Estática de Fluidos en el Programa Académico de Medicina y más Ejercicios en PDF de Biofísica solo en Docsity!

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

ESTATIC

A DE

FLUIDOS

SESIÓN

N° 07

PROGRAMA DE MEDICINA

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

Logro de sesión:

PROGRAMA DE MEDICINA

Al finalizar la sesión, el estudiante resuelve problemas de mecánica de

fluidos, utilizando el concepto de presión hidrostática, en base a la

correcta interpretación del problema y a la presentación del resultado

en una secuencia lógica y fundamentada.

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

PRINCIPIO DE PASCAL

“Si se aplica una presión a un fluido incompresible (un líquido), la

presión se transmite, sin disminución, a través de todo el fluido”.

PRENSA HIDRÁULICA

Es aquel dispositivo o máquina que está

constituido básicamente por dos cilindros

de diferentes diámetros conectados entre

sí, de manera que ambos contienen un

líquido. El objetivo de esta máquina es

obtener fuerzas grandes utilizando fuerzas

pequeñas

Fórmula de la Fuerza

; Donde: S

1

: área del émbolo (1)

S

2

: área del émbolo (2)

Fórmula de los Desplazamientos

Donde: h

1

: altura embolo (1)

h

2

: distancia embolo (2)

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

00:

/

00:

DENSIDAD ( ρ )

Es una magnitud escalar, cuyo valor

se define como su masa (m) dividida por

su volumen (V); es decir:

Otras unidades:

UTM/ m

3 , slug/ pie

3

Sustancia Densidad (kg/m

3

) Densidad (g/cm

3

)

Agua 1 000 1,

Mercurio 13 600 13,

Hielo 920 0,

PESO ESPECÍFICO (γ)

Es la magnitud escalar cuyo valor se define

como el peso que posee un cuerpo por cada

unidad de volumen.

Otras unidades:

Kg-f/ m

3

, g-f/ cm

3

, lb-f/ pie

3

Densidades y

presiones:

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

00:

/

00:

Principio de Arquímedes.

Peso del líquido desplazado = Empuje que ejerce el líquido al cuerpo

E = empuje

γ

L

= peso específico del líquido

V = volumen del líquido desalojado ó volumen del cuerpo sumergido

“Si un cuerpo está sumergido parcial o totalmente en un líquido, la fuerza de empuje

que el líquido le aplica es igual al peso del volumen del líquido desplazado”.

Observaciones:

  • Para que exista empuje, sobre el cuerpo debe estar actuando por lo menos una fuerza perpendicular hacia arriba.

El empuje actúa siempre en el centro de gravedad del volumen sumergido.

En el caso que un cuerpo esté sumergido total o parcialmente en varios líquidos no miscibles, el empuje se obtiene sumando

los empujes parciales que ejerce cada uno de los líquidos.

DE FORMACIÓN GENERAL

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PROGRAMA DE MEDICINA

DE FORMACIÓN GENERAL

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PROGRAMA DE MEDICINA

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

Retroalimentación:

¿Qué hemos aprendido en esta sesión de

fluidos?

DE FORMACIÓN GENERAL

F

G

PROGRAMA DE MEDICINA

1. Ejemplo: Se aplica una fuerza de 4N al embolo de una jeringa

hipotérmica cuya sección transversal tiene un área de 2,38 cm

2

¿Cuál es la presión en el fluido que está dentro de la jeringa?

Solución: La presión aplicada al fluido será:

PRÁCTICA

𝑃 =

F

𝐴

𝑃

𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜

=

4 𝑁

2,38 𝑐𝑚

2

1 m

2

( 10

2

𝑐𝑚 )

2

=

1,681 10

4

𝑁

𝑚

2

= 16 810 𝑃𝑎

DE FORMACIÓN GENERAL

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PROGRAMA DE MEDICINA

3. Ejemplo: En una jeringa el émbolo tiene un área de 2,5 cm² y el líquido

pasa por una aguja de 0,8 mm² de sección transversal. ¿Qué fuerza mínima

debe aplicarse al émbolo para inyectar el líquido en una vena en la que la

presión sanguínea es de 1 cmHg?

Solución: Primero hacemos una conversión de la presión sanguínea a Pa:

Y además también el área: del émbolo y de la aguja seria:

; = fuerza en la aguja; = de la aguja

=1 066,4N= 0,0011 N

Por lo tanto la fuerza mínima en el émbolo:

DE FORMACIÓN GENERAL

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PROGRAMA DE MEDICINA

4. Ejemplo: El corazón impulsa sangre a la aorta a una presión media de 100mmHg. Si el área

de la sección transversal de la aorta es 3 cm

2

¿Cuál es la fuerza media ejercida por el corazón

sobre la sangre que entra a la aorta?

Solución: : Primero hacemos una conversión de la presión sanguínea a Pa:

Y además también el área:

⟹ 𝐹 = 𝑃 × 𝐴

=3 332.24N= 3,99 N