PRINCIPIO DE BERNOULLI

PRINCIPIO DE BERNOULLI

Daniel Bernoulli, un científico suizo del siglo XVIII, estudió la relación entre la rapidez de un fluido y su presión. Cuando un fluido fluye a través de una constricción estrecha, su rapidez aumenta. Esto se observa con facilidad en la rapidez aumentada de un arroyo cuando fluye a través de partes angostas. El fluido debe acelerarse en la región estrecha, si el flujo ha de ser continuo.

Bernoulli se preguntaba cómo el fluido obtenía la energía para esta rapidez extra. Razonaba que la adquiría a expensas de una presión interna más baja. Su descubrimiento, ahora llamado “principio de Bernoulli”, dice:

“La presión en un fluido disminuye conforme la rapidez del fluido aumenta”.

El principio de Bernoulli es una consecuencia de la conservación de la energía. Cuando un fluido fluye tiene una energía cinética a causa de su movimiento. También tiene energía potencial gravitacional, o energía almacenada a causa del campo gravitacional de la Tierra. Si el fluido adquiere rapidez o acelera, tiene más energía cinética que antes. Supongamos que el fluido no se mueve hacia arriba o hacia abajo conforme viaja a través de la región estrechada. Entonces su energía potencial gravitacional no cambia. Así, ¿cómo gana energía cinética el fluido que experimenta aceleración en la región estrecha?

La respuesta es que el fluido circundante hace el trabajo sobre la parte que va a través de la región estrecha. Las fuerzas que producen presión empujan por detrás al fluido que experimenta aceleración. Esas fuerzas hacen trabajo sobre el fluido que experimenta aceleración. El fluido al acelerar tiene que hacer hacer trabajo sobre el fljido que está delante de él. Resulta que cuando el fluido está acelerando, se hace más trabajo sobre él que el que él hace sobre el fluido que está adelante. De esta manera, su energía cinética aumenta. Todo a través del fluido, algunas partes están ganando energía mientras que otras la están perdiendo. La energía neta del fluido entero permanece sin cambio.

El teorema de Bernoulli es válido para un flujo constante. En un flujo constante, las rutas tomadas por cada pequeña región de fluido no cambian conforme transcurre el tiempo. Si la rapidez del flujo es demasiado grande, el flujo puede volverse turbulento y seguir rutas onduladas cambiantes conocidas como remolinos. Entonces el principio de Bernoulli no se cumple

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