Unidad III

Unidad III.
Masa 

Masa 

La masa es una propiedad física de las partículas o los objetos que mide su inercia, es decir, su resistencia a modificar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza. Estrictamente hablando ésta sería la masa inercial.La masa es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que el peso es una medida de la fuerza que es causada sobre el cuerpo por el campo gravitatorio de un cuerpo.

También puede definirse como la propiedad de los objetos que define como se atraen unos a otros bajo los efectos de la gravedad, lo que se conoce como masa gravitacional. Hasta ahora todos los experimentos han demostrado que ambas masas son equivalentes

Solido:

Manteniendo constante la presión a baja temperatura los cuerpos se presentan en forma sólida y encontrándose entrelazados formando generalmente estructuras cristalinas. Esto confiere al cuerpo la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son, por tanto, agregados generalmente rígidos, incompresibles (que no pueden ser comprimidos), duros y resistentes. Poseen volumen constante y no se difunden, ya que no pueden desplazarse.

Propiedades:

• Los sólidos presentan propiedades específicas:
• Elasticidad: Un sólido recupera su forma original cuando es deformado. Un resorte es un objeto en que podemos observar esta propiedad.
• Fragilidad: Un sólido puede romperse en muchos pedazos (quebradizo).
• Dureza: hay sólidos que no pueden ser rayados por otros más blandos. El diamante es un sólido con dureza elevada.
• Forma definida: Tienen forma definida, son relativamente rígidos y no fluyen como lo hacen los gases y los líquidos, excepto a bajas presiones extremas.
• Volumen definido: Debido a que tienen una forma definida, su volumen también es constante.
• Alta densidad: Los sólidos tienen densidades relativamente altas debido a la cercanía de sus moléculas por eso se dice que son más “pesados”
• Flotación: Algunos sólidos cumplen con esta propiedad, solo si su densidad es menor a la del líquido en el cual se coloca.
• Inercia: es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a posibles cambios, en el caso de los sólidos pone resistencia a cambiar su estado de reposo.
• Tenacidad: En ciencia de los Materiales la tenacidad es la resistencia que opone un material a que se propaguen fisuras o grietas.
• Maleabilidad: Es la propiedad de la materia, que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación. La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa, teniendo en común que no existe ningún método para cuantificarlas.
• Ductilidad: La ductilidad se refiere a la propiedad de los sólidos de poder obtener hilos de ellos.

Fluidos

Líquidos:

En Física el líquido es un estado de la materia, por el cual sus moléculas se adaptan al receptáculo que las contiene, están cerca unas de otras, con algunos huecos que permiten su fluidez, ejerciendo entre ellas mutuamente fuerzas de cohesión, y tienen tendencia a nivelarse. Se hallan en estado líquido el agua, el vino, el vinagre, etcétera. Los líquidos junto a los gases, conforman los fluidos. Es un estado intermedio de agregación entre los gases y los sólidos.

Los líquidos se diferencian de los sólidos por su fluidez, pues al ser sometidos a una fuerza las moléculas de los líquidos pueden deslizarse.

Cuando un líquido pasa al estado gaseoso por acción del calor, se denomina evaporación (cuando se produce a cualquier temperatura) o ebullición cuando llega al llamado punto de ebullición, donde la presión del vapor del líquido es idéntica a la presión del medio que lo rodea. El líquido puede pasar, al congelarse, al estado sólido.

Densidad:

En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos, la densidad alrededor de un punto dado puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión de pequeños volúmenes decrecientes ${\displaystyle \Delta V_{k}}$ (convirtiendo hacia un volumen muy pequeño) centrados alrededor de un punto, siendo ${\displaystyle \Delta m_{k}}$ la masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos estos volúmenes es:

${\displaystyle \rho (x)=\lim _{k\to \infty }{\frac {\Delta m_{k}}{\Delta V_{k}}}\approx {\frac {dm}{dV}}}$

La unidad es kg/m³ en el SI.
Como ejemplo, un objeto de plomo es más denso que otro de corcho, con independencia del tamaño y masa.

 TIPOS DE DENSIDAD

Densidad absoluta

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m³), aunque frecuentemente también es expresada en g/cm³. La densidad es una magnitud intensiva.

${\displaystyle \rho ={\frac {m}{V}}}$

siendo ${\displaystyle \rho }$, la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia.

Relativa

La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)

${\displaystyle \rho _{r}={\frac {\rho }{\rho _{0}}}}$

donde ${\displaystyle \rho _{r}}$ es la densidad relativa, ${\displaystyle \rho }$ es la densidad de la sustancia, y ${\displaystyle \rho _{0}}$ es la densidad de referencia o absoluta.
Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m³, es decir, 1 kg/dm³.
Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C.

Densidad media y densidad puntual

Para un sistema homogéneo, la expresión masa/volumen puede aplicarse en cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.
Sin embargo, un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en partes diferentes. En este caso, hay que medir la "densidad media", dividiendo la masa del objeto por su volumen o la "densidad puntual" que será distinta en cada punto, posición o porción "infinitesimal" del sistema, y que vendrá definida por:

${\displaystyle \rho =\lim _{V\to 0}{\frac {m}{V}}={\frac {dm}{dV}}}$

Sin embargo, debe tenerse que las hipótesis de la mecánica de medios continuos solo son válidas hasta escalas de ${\displaystyle \scriptstyle 10^{-8}\ \mathrm {m} }$, ya que a escalas atómicas la densidad no está bien definida. Por ejemplo, el tamaño del núcleo atómico es cerca de ${\displaystyle \scriptstyle 10^{-13}\ \mathrm {m} }$ y en él se concentra la inmensa mayor parte de la masa atómica, por lo que su densidad (2,3·10¹⁷ kg/m³) es muy superior a la de la materia ordinaria. Es decir, a escala atómica la densidad dista mucho de ser uniforme, ya que los átomos están esencialmente vacíos, con prácticamente toda la masa concentrada en el núcleo atómico.

Densidad aparente

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de constitución heterogénea, y entre ellos, los porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia, de forma que la densidad total de un volumen del material es menor que la densidad del material poroso si se compactase. En el caso de un material mezclado con aire se tiene:

${\displaystyle \rho _{ap}={\frac {m_{ap}}{V_{ap}}}={\frac {m_{r}+m_{aire}}{V_{r}+V_{aire}}}}$

La densidad aparente de un material no es una propiedad intrínseca del material y depende de su compactación. La densidad aparente del suelo (${\displaystyle \rho _{ap}}$) se obtiene secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 105 °C hasta peso constante.

${\displaystyle \rho _{ap}={W_{SS} \over V_{S}}}$

Donde:

W_SS, Peso de suelo secado a 105 °C hasta peso constante.

V_S, Volumen original de la muestra de suelo.

Se debe considerar que para muestras de suelo que varíen su volumen al momento del secado, como suelos con alta concentración de arcillas 2:1, se debe expresar el contenido de agua que poseía la muestra al momento de tomar el volumen.

BIBLIOGRAFÍA

• McDermott,Lilian C.(2001). Tutoriales para Física introductoria. Buenos Aires:Prentice 

• Hall  Serway, Raymond A.(2009). Fundamentos de Física vol. 1. México: Cengage Learning
• Perez Montiel,Hector.(2010). Física general . México: Patria

• Aristoteles. (2008).Física. Madrid:Gredos.

• Wilson, Jerry .(2007). Física. México: Pearson.

• http://conceptodefinicion.de/física/

• https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

CONCLUSIONES GENERALES

Al termino de esta materia descubrimos que la Física forma parte de mas actividades de las que podíamos haber imaginado, consideramos la importancia de estudiar esta ciencia,observamos que los diversos experimentos son parte de la vida practica y descubrimos que el experimentar contribuye al desarrollo de la civilización ,pudimos relacionar a la Física con otras áreas  de conocimiento y nuestros experimentos pudieron demostrar que la Física es practica para la vida cotidiana.