Fluidos y la mecánica de fluidos

UNIVERSIDAD DE ORIENTE .

NÚCLEO BOLÍVAR .

UNIDAD DE ESTUDIOS BÁSICOS .

FÍSICA MÉDICA .

SECCIÓN 01.

MECÁNICA DE

FLUIDOS

DOCENTE: INTEGRANTES:

Junio 2024.

INTRODUCCIÓN.

Los fluidos, esas sustancias que fluyen y se adaptan a su entorno, son una parte fundamental de nuestro mundo. Su estudio, a través de la mecánica de fluidos, nos abre un universo de conocimientos y aplicaciones prácticas.

Los fluidos se caracterizan por su capacidad de ceder ante la fuerza cortante y adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A diferencia de los sólidos, con forma y volumen definidos, los fluidos no pueden resistir esfuerzos cortantes sin deformarse.

La mecánica de fluidos va más allá de los principios básicos. Se adentra en conceptos como la viscosidad, la compresibilidad y el flujo turbulento. Estos conceptos son fundamentales para comprender fenómenos complejos y desarrollar tecnologías innovadoras.

Los aerogeneradores son un ejemplo de la aplicación de la mecánica de fluidos en la generación de energía. Las palas del aerogenerador están diseñadas con una forma específica para aprovechar la energía cinética del viento. La velocidad del aire que fluye sobre las palas crea una diferencia de presión, según el principio de Bernoulli, generando una fuerza de sustentación que hace rotar las palas. La rotación de las palas se transmite a un generador eléctrico, produciendo energía eléctrica.

El estudio de los fluidos, a través de la mecánica de fluidos, nos permite comprender el mundo que nos rodea y desarrollar soluciones tecnológicas innovadoras en diversos campos. Desde el diseño de aviones hasta la generación de energía eólica, la mecánica de fluidos juega un papel fundamental en el avance de la sociedad.

Los fluidos y la mecánica de fluidos son temas fascinantes con un gran impacto en nuestra vida diaria.

La comprensión de su comportamiento es esencial para el desarrollo de tecnologías innovadoras y la resolución de problemas en diversos campos. A medida que nuestra tecnología avanza, la necesidad de comprender los fluidos con mayor precisión seguirá creciendo, impulsando nuevos descubrimientos y aplicaciones en el futuro.

1. Mecánica de fluidos.

La mecánica de fluidos es una rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos (líquidos y gases) en reposo o en movimiento. Se encarga de analizar cómo se comportan los fluidos bajo diferentes condiciones, como la presión, la velocidad, la viscosidad, entre otros aspectos.

2. ¿Qué es un fluido?

Los fluidos son sustancias que tienen la capacidad de fluir y cambiar de forma dependiendo del recipiente en el que se encuentren. Esta capacidad de fluir se debe a la libertad de movimiento relativa entre las partículas que componen los fluidos, así como a su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes tangenciales sin deformarse.

Debido a la libertad de movimiento de sus partículas, los fluidos tienen la capacidad de fluir y ajustarse a la forma de su recipiente. Esta definición incluye tanto líquidos (como el agua, el aceite, etc.) como gases (como el aire, el oxígeno, etc.), que son esenciales en muchos aspectos de nuestra vida diaria y en campos tan diversos como la ingeniería, la medicina y la meteorología.

Los tipos de fluidos son:

* Fluidos líquidos: Son aquellos que tienen una superficie libre definida y mantienen un volumen constante bajo condiciones normales de presión y temperatura. Los líquidos tienden a ser incompresibles, lo que significa que su densidad apenas varía ante cambios de presión.

-Ejemplos: el agua, el aceite, la gasolina, entre otros.

Los líquidos pueden mantener una superficie libre definida porque tienen una cohesión intermolecular más fuerte que los gases. Debido a su viscosidad superior a la de los gases, ofrecen resistencia al flujo y a la deformación. Los líquidos pueden transmitir presiones de manera efectiva en sistemas hidráulicos porque son prácticamente incompresibles a presiones normales.

* Fluidos gaseosos: Son aquellos que no tienen una forma ni un volumen fijo, ocupando todo el espacio disponible en un recipiente. Los gases son altamente compresibles, lo que significa que su densidad puede cambiar significativamente con la presión y la temperatura.

-Ejemplos: el aire, el oxígeno, el dióxido de carbono, entre otros.

Unas de sus propiedades son la cohesión intermolecular muy débil de los gases les permite expandirse y ocupar todo el espacio disponible. Son muy compresibles y su densidad cambia significativamente con la presión y la temperatura. En condiciones ideales, los gases siguen las leyes de los gases ideales, lo que facilita su estudio y aplicación en una variedad de campos.

3. Densidad.

La masa por unidad de volumen de la materia se denomina densidad, que suele expresarse con el símbolo ρ. La densidad de un gas cambia en función de la presión, pero la de un líquido puede considerarse constante a menos que los cambios de presión relevantes sean muy elevados. La unidad de densidad es el kg/m3.

4. Densidad relativa.

La densidad relativa es un concepto importante en mecánica de fluidos que se refiere a la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua a temperaturas y presiones específicas. El valor de 1 se asigna a la densidad del agua como referencia.

La densidad relativa no tiene unidades porque es una cantidad adimensional. Se utiliza con frecuencia para comparar la densidad de varios materiales con respecto al agua.

Ejemplo: Una densidad relativa mayor que 1 indica que la sustancia es más densa que el agua, mientras que una densidad relativa menor que 1 indica que la sustancia es menos densa que el agua.

La fórmula para calcular la densidad

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