Velocidad límite

Velocidad límite

En fluidodinámica la velocidad límite o velocidad terminal es la velocidad máxima que alcanzaría un cuerpo moviéndose en el seno de un fluido infinito bajo la acción de una fuerza constante. Un ejemplo es el caso de la velocidad límite alcanzada por un paracaidista en caída libre que cae desde suficiente altura. La diferencia con caída libre es que en este caso existe una fuerza de rozamiento del fluido proporcional a la velocidad del cuerpo, con lo cual llegará un punto límite de velocidad en donde el empuje junto con la fuerza de rozamiento se iguale a la fuerza de movimiento del propio cuerpo.

Contenido

Flujo laminar (Fuerza de Stokes)

Para una esfera de radio R moviéndose en un flujo no turbulento dentro de un fluido de viscosidad η, la velocidad límite viene dada por la ley de Stokes, que postula que la fuerza de resistencia Fr es proporcional a la velocidad. En ese caso la velocidad límite viene dada por:

v_\infty = \frac{F_r}{6\pi \eta R}

Flujo turbulento (Fuerza de arrastre de Rayleigh)

Para un cuerpo moviéndose en un flujo turbulento en el que se producen remolinos alrededor del cuerpo en movimiento la fuerza de rozamiento depende de v2 y es proporcional a la resistencia aerodinámica. En ese caso la velocidad límite viene dada por:

v_\infty = \sqrt{\frac{2F}{\rho A C_d}}

Donde:

v_\infty es la velocidad límite o terminal,
F es el peso del objeto que cae, para el caso de caída libre F = mg.
Cd es el coeficiente de resistencia aerodinámica,
ρ es la densidad del fluido a través del cual se mueve el objeto,
A es la sección del objeto en dirección transversal a la de movimiento.

Orden de magnitud

Un cuerpo en caída libre, en una atmósfera, acelera debido a la gravedad. Pero la aceleración total es cada vez menor, debido a que la fuerza de rozamiento aumenta con la velocidad, logrando que ésta llegue a ser cero. Llega un momento en el que la fuerza de rozamiento es igual a la de la gravedad, y el objeto cae a velocidad constante. Para un humano en caída libre, en posición horizontal, con las extremidades extendidas la Velocidad Terminal es de aproximadamente 55 m/s (200 km/h) y para una gota/s (32 km/h), dependiendo de su tamaño.

Véase también

Referencias

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Mira otros diccionarios:

  • Límite — (Del lat. limes, itis.) ► sustantivo masculino 1 Línea o punto, real o no, que marca la separación entre dos cosas, en especial entre territorios: ■ el límite norte del país son los Pirineos. SINÓNIMO confín frontera linde 2 Grado máximo, punto o …   Enciclopedia Universal

  • límite — sustantivo masculino 1. Línea real o imaginaria que separa dos cosas: Han pintado los límites de los nuevos aparcamientos. Nunca he llegado hasta los límites de la finca. 2. Momento final o más intenso de una situación: Ha llegado al límite de… …   Diccionario Salamanca de la Lengua Española

  • Límite clásico — El límite clásico es la habilidad de una teoría física para aproximarse al comportamiento predicho por la mecánica clásica cuando el valor de cierto parámetro especial de estas teorías se aproxima un valor clásico ; se usa en las teorías físicas… …   Wikipedia Español

  • Velocidad radial — La velocidad V(t) de un objeto en la posición x(t) puede descomponerse en una componente radial VR(t), y una transversal VT(t), que dependen de la posición del observador …   Wikipedia Español

  • Velocidad de la luz — Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de Internet fidedignas. Puedes añadirlas así o avisar al …   Wikipedia Español

  • Límite de Roche — Un cuerpo fluido, que mantiene su estructura por su gravedad interna y que orbita alrededor de un objeto mayor, tiene una forma esférica cuando se encuentra lejos del límite de Roche. Más cerca del límite de Roche el fluido es deformado por la… …   Wikipedia Español

  • Velocidad — Definición de los vectores velocidad media e instantánea. Para otros usos de este término, véase Velocidad (desambiguación). La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo …   Wikipedia Español

  • Velocidad de la gravedad — En física matemática, particularmente en el contexto de las teorías clásicas de la gravedad, la velocidad de la gravedad se refiere a la velocidad a la que la radiación gravitacional se propaga. Ésta es la velocidad en la cual los cambios en la… …   Wikipedia Español

  • Velocidad relativa — La velocidad relativa entre dos cuerpos es el valor de la velocidad de un cuerpo medida por el otro. Denotaremos al valor la velocidad relativa de un observador B respecto a otro observador A como . Contenido 1 Velocidad relativa en mecánica… …   Wikipedia Español

  • Velocidad de salida — Una muy alta velocidad de salida es esencial para la efectividad de la munición perforante (excepto para proyectiles HEAT). El largo del cañón es uno de los factores más importantes para la velocidad de salida. Este fusil antitanque polaco modelo …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

Link directo
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”