martes, 1 de octubre de 2013

Presión Absoluta

Presión, del latín pressĭo, es un término que refiere a la acción y efecto de comprimir o apretar. Puede tratarse de la opresión que se aplica sobre algo, de la coacción que se ejerce sobre una persona o de la magnitud física medida en pascales que indica la fuerza ejercida por un cuerpo sobre una unidad de superficie.
Presión absoluta
Absoluto, por su parte, es un adjetivo que nombra a aquello que es ilimitado, independiente, completo o total. Lo absoluto es incondicionado (existe por sí mismo, sin necesidad de una relación).
Se conoce como presión absoluta a la presión real que se ejerce sobre un punto dado. El concepto está vinculado a la presión atmosférica y la presión manométrica.
La presión atmosférica es el peso ejercido por el aire en cualquier punto de la atmósfera (la capa de gases que rodea al planeta). Dicha presión varía en la Tierra de acuerdo a la altitud: a mayor altitud, menor presión atmosférica.
La presión manométrica, en cambio, es aquella que produce un medio distinto al de la presión atmosférica (por ejemplo, la ejercida por el gas de un refresco o gaseosa sobre la botella).
Estos dos conceptos nos permiten retomar la idea de presión absoluta, que se calcula en una determinada superficie a partir de la sumatoria de la presión atmosférica y la presión manométrica. Si nos referimos a una botella de Coca Cola, la presión absoluta a la que está sometida su botella es la igual a la suma de la presión atmosférica (externa al envase) y la presión manométrica (interna, por la acción de las moléculas del gas de la bebida).


Evangelista Torricelli

(Faenza, actual Italia, 1608-Florencia, 1647) Físico y matemático italiano. Se atribuye a Evangelista Torricelli la invención del barómetro. Asimismo, sus aportaciones a la geometría fueron determinantes en el desarrollo del cálculo integral.
Su tratado sobre mecánica De mutu (Acerca del movimiento), logró impresionar a Galileo, en quien el propio Torricelli se había inspirado a la hora de redactar la obra. En 1641 recibió una invitación para actuar como asistente de un ya anciano Galileo en Florencia, durante los que fueron los tres últimos meses de vida del célebre astrónomo de Pisa.
A la muerte de Galileo, Torricelli fue nombrado profesor de matemáticas de la Academia Florentina. Dos años más tarde, atendiendo una sugerencia formulada por Galileo, llenó con mercurio un tubo de vidrio de 1,2 m de longitud, y lo invirtió sobre un plato; comprobó entonces que el mercurio no se escapaba, y observó que en el espacio existente por encima del metal se creaba el vacío.
Tras muchas observaciones, concluyó que las variaciones en la altura de la columna de mercurio se deben a cambios en la presión atmosférica. Nunca llegó a publicar estas conclusiones, dado que se entregó de lleno al estudio de la matemática pura, incluyendo en su labor cálculos sobre la cicloide y otras figuras geométricas complejas.
En su título Opera geometrica, publicado en 1644, expuso también sus hallazgos sobre fenómenos de mecánica de fluidos y sobre el movimiento de proyectiles.

Joseph Bramanh

El mecánico e inventor británico Joseph Bramah nació el 13 de abril de 1748 en Stainborough. Hijo de un granjero, fue el segundo de cinco hermanos.
Después de recibir una básica educación primaria en la escuela local de Silkstone, su padre lo puso a trabajar en la granja. Pero cuando contaba dieciséis años, se rompió un tobillo que lo dejó lisiado de por vida.
Incapacitado como granjero, entró como aprendiz del carpintero del pueblo, y pronto se convirtió en unartesano de primera. A pesar de que no recibía ni un chelín por su trabajo, se las ingenió para ganar algo de dinero con la elaboración y venta de violines que construía en su tiempo libre.
Finalizada su formación, y con el dinero ahorrado, se trasladó a Londres, donde encontró trabajo con un ebanista. Posteriormente, abrió su propia tienda de ebanistería.

Patentes e inventos

En 1783 se casó con María de Lawton, con la que tuvo cinco hijos. Además de regentar su tienda, Bramah se dedicó a la instalación de retretes. En 1778 patentó una válvula con bisagras en la parte inferior del recipiente, que garantizaba el aislamiento de los residuos. El diseño fue un éxito y la producción continuó hasta bien entrado el siglo XIX.
También patentó un cerrojo a prueba de ganzúas, que permaneció inviolable durante 67 años. Tenía tanta fe en su diseño que puso un letrero en la ventana de su tienda ofreciendo una recompensa de 200 libras a quien pudiera abrirlo.
La recompensa se mantuvo sin reclamar hasta 1851, cuando un fabricante estadounidense logró abrir el cerrojo tras invertir cincuenta horas en el empeño.
La compañía de Seguros Bramah todavía fabrica y comercializa en la actualidad estas cerraduras cuyo sistema de bloqueo se expone en el Museo de la Ciencia de Londres.

Blaise Pascal

Nació en Clermont, Francia y murió en París.

Pertenecía a una familia noble de Auvernia, que tuvo 4 hijos, él era el único varón.  Su madre murió cuando él tenía 3 años.  Su padre, Etienne Pascal, le enseñó gramática, latín, español y matemáticas.  No quería que Blaise, fuera matemático y le prohibió que se dedicara a ello.  De modo que se puso a estudiar matemáticas por su cuenta y a los 12 años ya había descubierto que la suma de los ángulos de un triángulo es de 180º. Cuando su padre lo descubrió le ayudó dándole un tratado escrito por Euclides y permitiendo que le acompañara a las reuniones de Mersenne.

A la edad de 16 años Pascal presentó, en una reunión con Mersenne, un trozo de papel. Contenía un número de teoremas de geometría proyectiva, incluyendo incluso el hexágono místico de Pascal.

Cuando tenía 20 años, su padre fue trasladado a Rouen como recaudador de impuestos y para ayudarle en su trabajo, Blaise ideó una máquina de calcularque fue perfeccionada más tarde por otro matemático.

En 1646, su padre se rompió una pierna y fue curado por dos hermanos de un movimiento religioso, el jansenismo,  que influyeron notablemente en Blaise. Y en 1654 se retiró a la Abadía de Por-Royal.  Tanto es así, que se convirtió a esta doctrina y atacó a los jesuitas, intentando dar una explicación racional a la existencia de Dios.

Los últimos años de su vida los dedicó a los pobres y a recorrer las iglesias de París escuchando todos los servicios religiosos que podía.

En la última etapa de su vida se inclinó por la intuición como fuente de todas las verdades. Estuvo muy influenciado por su hermana Jacqueline

Su último trabajo fue el cicloide, la curva trazada por un punto en la circunferencia de un rollo circular.

Murió a los 39 años, después de sufrir mucho debido a un cáncer de estómago, mal que padecía desde muy joven y que al pasar los años fue creciendo, alcanzando incluido al cerebro.

El Barómetro

Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más conocidos es el de mercurio.
-Funcionamiento general
Los primeros barómetros estaban formados por una columna de líquido encerrada en un tubo cuya parte superior está cerrada. El peso de la columna de líquido compensa exactamente el peso de la atmósfera.
-Historia
Los primeros barómetros fueron realizados por el físico y matemático italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII. La presión atmosférica equivale a la altura de una columna de agua de unos 10 m de altura. En los barómetros de mercurio, cuya densidad es 13.6 veces mayor que la del agua, la columna de mercurio sostenida por la presión atmosférica al nivel del mar en un día despejado es de aproximadamente unos 760 mm.
Los barómetros son instrumentos fundamentales para saber el estado de la atmósfera y realizar predicciones meteorológicas. Las altas presiones se corresponden con regiones sin precipitaciones, mientras que las bajas presiones son indicadores de regiones de tormentas y borrascas.
-Unidades del barómetro
La unidad de medida de la presión atmosférica que suelen marcar los barómetros se llama hectopascal, de abreviación hPa. Esta unidad significa: hecto: cien; pascales:unidad de medida de presión.
El barómetro de mercurio, determina en muchas ocasiones la unidad de medición, la cual es denominada como "pulgadas de mercurio" o "milímetros de mercurio" (método abreviado mmHg). Una presión de 1 mmHg es 1 torr (por Torricelli).

lunes, 22 de julio de 2013

ENSAYO ENERGÍA EÓLICA



ENSAYO ENERGÍA EÓLICA





ANA MARÍA JÁUREGUI ORTIZ
10B





COLEGIO CALASANZ FEMENINO
FÍSICA


Bogotá, D.C., Julio de 2013

ENSAYO ENERGÍA EÓLICA

La energía eólica  se considera una de las energías más antiguas junto a la energía térmica, puesto que los antiguos la utilizaban para movilizarse por el agua por medio de la fuerza del viento en las velas, milenariamente. El viento siempre ha sido utilizado por el hombre desde la antigüedad como método de transporte para impulsar sus barcos a vela y también fue utilizado para molinos de grano, como también para los efectos de bomba y extraer agua del subsuelo o bombas de agua. El viento tiene su origen en el sol porque los cambios de temperatura son los que manejan los vientos. Ya en los ochentas este tipo de energía limpia sufre un verdadero impulso. En el siglo XXI sufre un cambio muy veloz, en algunos países más que en otros, siendo Alemania y los países bajos, los que tecnológicamente están más avanzados.
La energía eólica es la energía obtenida de la fuerza del viento, es decir, la energía cinética formada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en  energía eléctrica.
La energía eólica tiene ventajas como: Que es un recurso ilimitado, limpio (no contamina el medio ambiente), ya que ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde, no cuesta utilizar la fuerza del viento, o sea que es gratis y es muy efectiva. Una de las desventajas es  la intermitencia del viento, por lo que se deben diseñar acumuladores de energía.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante generadores movidos por la fuerza del viento. Es una energía que se está imponiendo a nivel mundial. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. Esto es lo que genera las corrientes de aire e influye en la fuerza del viento.
Los vientos son producto del cambio de temperaturas en la superficie terrestre, la cual es gobernada directamente por el sol. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas continentales.
Los continentes absorben una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la tierra se expande, y se hace más liviano y se eleva. El aire más frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas, nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves, y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4 km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s (90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".
La energía del viento es utilizada mediante el uso de equipos eólicos (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión, (que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión a la red) es conocido como aerogenerador.
También la energía eólica se utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores,  mediante  una hélice y un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen instalarse varios equipos en áreas extensas llamadas parques eólicos.
La energía eólica es utilizada en los molinos de viento que son máquinas que transforman el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano, bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen un origen remoto y fueron muy utilizados por los países bajos para bombear agua, porque tenían muchas zonas de uso agrícola inundadas.
Pienso que esta fuente de energía es una de las energías del futuro, junto con la del sol, ya que la fuente de energía que tenemos ahora es finita y además dañina para el medio ambiente, mientras que ésta es infinita y es con los recursos que ya tenemos y no daña el medio ambiente.

Sugiero que esta fuente de energía sea implementada en Colombia en donde sean aprovechados los vientos.

martes, 16 de julio de 2013

ESTATICA

ESTÁTICA: La estática estudia los cuerpos que están en equilibrio, que es el estado de un cuerpo no sometido a aceleración; un cuerpo, que está en reposo, o estático, se halla por lo tanto en equilibrio. Para que un objeto este en equilibrio es necesario que todas las fuerzas que actúan sobre él se compese exactamente. Cuando, empleado este criterio, se establece que un objeto este en equilibrio, se puede deducir la estabilidad de dicho equilibro. La estática tiene como objetivo, establecer si bajo la acción simultánea de varias fuerzas, un cuerpo se halla o no en equilibrio. EQUILIBRIO DE UN CUERPO RIGIDO: Si se aplican fuerzas a un cuerpo rígido, su equilibrio con respecto a un sistema de referencia inercial estará determinado por: primera condición de equilibrio: que es la suma de las fuerzas aplicadas al cuerpo es cero. Segunda condición de equilibrio: es la suma algebraica de los momentos con respecto a un punto de las fuerzas aplicadas es igual a cero. TORQUE O MOMENTO DE FUERZA: Es una magnitud vectorial cuando las fuerzas actúan sobre los cuerpos, pueden alterar su movimiento lineal o su rotación. El efecto de una fuerza dado sobre el movimiento de rotación de un cuerpo depende del valor de la fuerza, de la distancia del punto de aplicación de la fuerza al eje de giro y de la dirección de la fuerza con respecto a la línea que une el punto de aplicación de esta con el eje de giro generalmente se considera un toque positivo cuando tiende a producir rotación en sentido contrario a las manecillas del reloj y negativo en sentido de las manecillas del reloj. UNIDADES DE TORQUE S.I: Como el torque es el producto de una fuerza por una distancia su unidad de medida será: T= f . d =1Newton . 1metro =N . m C.G.S: El torque estera dado por: T= f . d = 1 DINA . 1 centímetro = d.cm CONDICIONES DE EQUELIBRIO PRIMERA CONDICIÓN: EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN Cuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la conclusión de que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, este permanece en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme. Pero sobre un cuerpo pueden actuar varias fuerzas y seguir en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme. Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como para la de movimiento rectilíneo uniforme la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual a cero. ECUACIONES Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son F1, F2, ...Fn, el cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si : Fr = F1 + F2 + .....Fn = 0 Si se utiliza un sistema de coordenaas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, tendremos: Fx = 0 y Fy = 0 SEGUNDA CONDICION: EQUILIBRIO DE ROTACIÓN Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un eje, se la aplican varias fuerzas y no producen variación en su movimiento de rotación, se dice que el cuerpo puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación. También se puede decir que un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los momentos o torques de las fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto cualquiera debe ser igual a cero. Esto es T= 0 Un cuerpo de 15 kg cuelga en reposo arrollado en torno a un cilindro de 12 cm de diámetro. Calcular el torque respecto al eje del cilindro. La barra homogénea mostrada en la figura puede rotar alrededor de O. Sobre la barra se aplican las fuerzas F1 = 5 d , F2 = 8 d y F3= 12 d, si se sabe que OA = 10 cm, OB = 4 cm y OC = 2 cm.