Mecanica De Fluidos

MECÁNICA DE FLUIDOS

La materia se clasifica como uno de tres estados: sólido, líquido o gaseoso.

Sólido

Tiene un volumen y forma definidos.

Líquido

Tiene un volumen definido, mas no una forma definida.

Gas

No tiene ni volumen ni forma definidos.

Fluido

Conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente. Tanto líquidos como gases son fluidos.

Principio de Bernoulli

Nos permite determinar relaciones entre la presión, la densidad y la velocidad en cada punto en un fluido.

PRESIÓN

El estudio de la mecánica de fluidos comprende la densidad de una sustancia, definida como su masa por unidad de volumen. Estos valores varían un poco con la temperatura, puesto que el volumen de una sustancia depende de la temperatura.

Los fluidos no soportan los esfuerzos de corte, por lo que el único esfuerzo que puede existir sobre un objeto sumergido en un fluido es uno que tiende a comprimir el objeto. La fuerza ejercida por el fluido sobre el objeto siempre es perpendicular a las superficies de éste.

La presión en un punto específico en un fluido puede medirse con el dispositivo ilustrado en la figura.

Se compone de un cilindro evacuado que encierra un gran émbolo conectado a un resorte. Conforme el dispositivo se sumerge en un fluido, éste presiona hacia abajo la parte superior del émbolo y comprime el resorte hasta que la fuerza hacia adentro del fluido se equilibra con la fuerza hacia fuera del resorte.

Densidades de algunas sustancias comunes

Sustancia (kg/m3)a Sustancia (kg/m3)a

Hielo 0.917 x 103 Agua 1.00 x 103

Aluminio 2.70 x 103 Agua de mar 1.03 x 103

Hierro 7.86 x 103 Alcohol etílico 0.806 x 103

Cobre 8.92 x 103 Benceno 0.879 x 103

Plata 10.5 x 103 Mercurio 13.6 x 103

Plomo 11.3 x 103 Aire 1.29

Oro 19.3 x 103 Oxígeno 1.43

Platino 21.4 x 103 Hidrógeno 8.99 x 10--2

Glicerina 1.26 x 103 Helio 1.79 x 10--1

Si F es la magnitud de la fuerza normal sobre el émbolo y A es el área de la superficie del émbolo, entonces la presión, P, del fluido al nivel al que el dispositivo se ha sumergido se define como la razón entre la fuerza y el área:

P =

VARIACIÓN DE LA PRESIÓN CON LA PROFUNDIDAD

Su fórmula se representa como PA - P0A = ghA ó P = P0 + gh

Donde la presión atmosférica suele ser considerada igual a P0 = 1.00atm " 1.01 x 105 Pa. En otras palabras,

La presión absoluta Pa una profundidad h debajo de la superficie de un líquido abierto a la atmósfera es mayor que la presión atmosférica en una cantidad gh.

La variación de la presión con la profundidad en un fluido. La fuerza neta sobre el volumen de agua dentro de la región mas obscura debe ser cero.

Ley de Pascal

Un cambio en la presión aplicada a un líquido encerrado se transmite sin disminuir a cada punto del líquido y a las

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