Fluidos
- 1. integrantes Jesselys Bolívar Pineda Kevin Pérez Jiménez Álvaro Álvarez Pérez Luis Pérez Campo
- 3. Mecánica de fluidos • La mecánica de fluidos es una rama de la mecánica de los medios continuos, y esta a su vez es una rama de la física que estudia el movimiento de los fluidos y las fuerzas que los provocan; los fluidos se dividen en Gases y líquidos, estos tienen una característica similar y es que son incapaces de resistir esfuerzos cortantes, y esto provoca que no tengan una forma definida.
- 4. Fluido en reposo • La hidrostática es la rama de la hidráulica que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal (si se aplica presión a un líquido no comprimible en un recipiente cerrado, se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos) y el principio de Arquímedes (cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido).
- 5. Los fluidos en reposo tienen mayor atracción mutua hacia los objetos. F=N (fuerza = Newton) A=m² (área = metro cuadrado)
- 6. La presión • La presión (P) es la relación entre la fuerza perpendicular (F) ejercida sobre la superficie y el área (A) de la misma • P=F/A • Fuerza = Newton (N) • Área = Metros cuadrados () • Presión = Newton por metro al cuadrado (N/ ) • (N/ ) = Pascal (Pa)
- 7. • La presión en los líquidos • La presión en un punto del interior de un liquido en reposo es proporcional a la profundidad h • Si se consideran dos líquidos diferentes, a la misma profundidad, la presión es mayor cuando el liquido es más denso • La presión no depende del área del recipiente y, en consecuencia, no depende del volumen del liquido contenido • Ecuación fundamental de la hidrostática: • P1-P2 = p.g(h1-h2)
- 8. Esta igualdad muestra que: La diferencia de presión entre dos puntos de un fluido en reposo depende de la diferencia de alturas y además , si los puntos están en la misma profundidad en el interior del liquido, soportan la misma presión independientemente de la forma del recipiente
- 9. La Densidad • Esta se define como el cociente de entre la masa y volumen de una sustancia. Es decir: p=m/v La unidad de medida es el kilogramo por metro cubico (1kg/) aunque generalmente se expresa en el sistema cgs en gramos por centímetro cubico (1 g/) Densidad relativa: y = mg/v = (m/v)g = pg
- 10. Principio de Pascal • Si aplicamos una presión extra a cualquier punto de un fluido en reposo, esta presión se transmitirá exactamente igual a todos los puntos del fluido. Ejemplo: si presionamos con las manos la superficie de un globo lleno de aire, cualquier sector dentro del fluido experimentara el mismo aumento de presión.
- 11. APLICACION DE PRINCIPIO DE PASCAL • P=Po + pgh donde: P: es presión total de la profundidad Po: es presión sobre la superficie libre del fluido g: aceleración de la gravedad h: medida en pascales
- 12. Principio de Arquímedes • Cuando un sólido se sumerge en un fluido, este le ejerce una fuerza perpendicular a las paredes en cada punto del sólido, de tal manera que las fuerzas que actúan horizontalmente se anulan entre sí y la fuerza neta en dicha dirección es nula. el principio de Arquímedes dice: "Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un liquido recibe verticalmente de abajo hacia arriba una fuerza llamada empuje cuyo valor es igual al peso del liquido desalojado".
- 14. La presión de los gases Por lo tanto la presión depende de dos factores: - La fuerza aplicada (F): mientras mayor es la fuerza mayor es la presión y el efecto sobre el cuerpo que la recibe. - El área (A): Cuanto menor sea la superficie, mayor es la presión, y por lo tanto, es más intenso el efecto de la fuerza sobre el cuerpo que la recibe. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente. La presión se mide en (N /m2), unidad que recibe el nombre de pascal (Pa).
- 15. • La presión Atmosférica La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor. Torricelli fue el primero (en 1643) que logró medir la presión atmosférica mediante un curioso experimento: Torricelli llenó de mercurio un tubo de 1 m de largo, (cerrado por uno de los extremos) y lo invirtió sobre un cubeta llena de mercurio. Sorprendentemente la columna de mercurio bajó varios centímetros, permaneciendo estática a unos 76 cm (760 mm) de altura.
- 20. FLUIDOS EN MOVIMIENTO • La hidrodinámica es la parte de la hidráulica que se encarga de estudiar el comportamiento de los líquidos en movimiento. Según esta definición podemos clasificar como fluidos a los líquidos y gases. Para ello se considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto de líquido. En el estudio de la hidrodinámica, el teorema de Bernoulli, que trata de la ley de la conservación de la energía es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial, y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.
- 21. Ecuación de la continuidad La ecuación de continuidad no es más que un caso particular del principio de conservación de la masa. Se basa en que el caudal (Q) del fluido ha de permanecer constante a lo largo de toda la conducción. Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que: Que es la ecuación de continuidad y donde: S es la superficie de las secciones transversales de los puntos 1 y 2 del conducto. v es la velocidad del flujo en los puntos 1 y 2 de la tubería. Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse constante a lo largo de todo el conducto, cuando la sección disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma proporción y viceversa.
- 22. Ecuación de Bernoulli • 1 Formulación de la ecuación La ecuación de Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones variantes y tiene la forma siguiente: P+ 1/2pv^2 + pgh = constante
- 23. • Parámetros En la ecuación de Bernoulli intervienen los parámetros siguientes: Es la presión estática a la que está sometido el fluido, debida a las moléculas que lo rodean :Densidad del fluido. :Velocidad de flujo del fluido. :Valor de la aceleración de la gravedad ( en la superficie de la Tierra). :Altura sobre un nivel de referencia.
- 24. Aplicabilidad Esta ecuación se aplica en la dinámica de fluídos. Un fluido se caracteriza por carecer de elasticidad de forma, es decir, adopta la forma del recipiente que la contiene, esto se debe a que las moléculas de los fluidos no están rígidamente unidas, como en el caso de los sólidos. Fluidos son tanto gases como líquidos. Para llegar a la ecuación de Bernoulli se han de hacer ciertas suposiciones que nos limitan el nivel de aplicabilidad: El fluido se mueve en un régimen estacionario, o sea, la velocidad del flujo en un punto no varía con el tiempo. Se desprecia la viscosidad del fluído (que es una fuerza de rozamiento interna). Se considera que el líquido está bajo la acción del campo gravitatorio únicamente.