Propiedades De Los Fluidos

INTRODUCCIÓN.

Los fluidos se encuentran presentes en nuestras vidas cotidianamente, en el aire, el océano, los ríos, lagos e incluso en nuestros propios cuerpos.

En la vida cotidiana los fenómenos que ocurren en los fluidos son tan comunes y lógicos para nosotros pero realmente se desconocen el porqué de muchos estos efectos. El efecto efervescente en una bebida, cuando hierve el agua, cuando se empañan los cristales debido a cambios en la temperatura, cuando usamos un popote, las tuberías de conexión hidráulicas de los hogares e industrias; todos estos son ejemplos que ocurren día a día y desconocemos la verdaderas causas que los originan.

Otro ejemplo muy común sería cuando nos sumergimos a una alberca, un rio, lago o en el mar, en cualquiera de estos casos nuestro cuerpo experimentará un efecto muy peculiar que nos podrá permitir no caer en las profundidades de este fluido líquido, en estos casos estará existiendo una fuerza que nos impulsará hacia la superficie sin importar lo mucho o lo poco que pese nuestro cuerpo. Esto es debido a que existe una fuerza de empuje que nos mantendrá a flote. A continuación profundizaremos sobre fenómeno.

FUERZA DE FLOTACIÓN.

Al estar un cuerpo sumergido en un líquido como ya se había mencionado es fácil notar que el cuerpo se sentirá más ligera y de menor peso al estar sumergido en el líquido que en el aire. Este fenómeno se puede explicar científicamente debido a que está presente una fuerza que tiende a levantar el cuerpo sumergido y recibe como nombre fuerza de flotación y le podemos denominar FB.

La fuerza de flotación es debida al aumento que existe en la presión del fluido en función de su profundidad. Podemos ejemplificar imaginando un objeto como un disco con un grosor h sumergido en un líquido con una densidad ρf, con un área A superior e inferior del disco en donde su distancia a la superficie la podemos denominar s. En este caso encontraremos dos presiones, una ejercida en la superficie superior del disco que se explica matemáticamente como ρfgs donde g es la gravedad, y la presión que existe en el área inferior del disco expresada como ρfg(s+h) debido a que el tamaño del grosor afecta directamente a la presión ejercida en esta área inferior. Es aquí donde entra la fuerza hidrostática expresada como Fsup= ρfgsA se ejerce hacia abajo afectando en la superficie superior y la superficie inferior efectúa una fuerza pero hacia arriba y es expresada matemáticamente como Finf= ρfg(s+h). La diferencia existente entre ambas fuerzas será una fuerza que irá hacia arriba la cual es la responsable de que el cuerpo flote y simplemente le podemos llamar fuerza de flotación. Podemos expresarla para cálculos matemáticos para su uso como:

FB = Finf - Fsup = ρfg(s+h) A - ρfgsA = ρfghA = ρfgV

Para su simplificación hemos sustituido (h) (A) por V, al emplear el producto de una altura por un área. En el término ρfgV ocurre algo interesante, ya que el valor de este simplemente está mostrando el peso del líquido en el cual su volumen es exactamente igual al volumen del disco empleado. De este modo podemos demostrar el porqué del efecto de flotación de un cuerpo en un líquido ya que la fuerza de flotación que está actuando sobre el disco es igual al peso del líquido que desplaza el disco. Este funcionamiento responde al

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