Introducción a la mecánica de fluidos

Introducción a la mecánica de fluidos
Commons-emblem-question book orange.svg
 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 autor principal del artículo en su página de discusión pegando: {{subst:Aviso referencias|Introducción a la mecánica de fluidos}} ~~~~
NOTA: Antes de estudiar este artículo, es recomendable tener conocimientos sobre integral y función primitiva.

Para estudiar la mecánica de fluidos no es necesario hacer cambios a las leyes de Newton, aunque se tiene el problema de comprender en términos precisos la manera como se comportan los fluidos, y la mejor forma de aplicar a éstos las leyes citadas:

Fluidos

Esta expresión indica que la presión total ejercida sobre un fluido, depende únicamente de la profundidad, ya que la densidad ρ, la aceleración de gravedad y la presión atmosférica P0 son constantes, por esto se dice que la presión que se ejerce sobre un fluido, se ejerce con la misma magnitud a todas partes del fluido. Esto último es lo que se conoce como Principio de Pascal.

Variación de la presión en un fluido con la altura

En este caso, consideremos que el fluido se trata de un gas, y consideremos también un elemento del mismo, ubicado a una altura h, cuya base tiene un área


\Longrightarrow \rho\;gAdh = 0
\Longrightarrow \; (-P - dP + P)A = \rho\;gAdh
\Longrightarrow \; -dP = \rho\;gdh
\Longrightarrow \; dP = -\rho\;gdh

Ahora se integra la expresión anterior, entre P1 y P2 para la presión, y entre h1 y h2 para la altura, es decir:

\Longrightarrow \; \int_{P_1}^{P_2} \, dP = \rho\;g\int_{h_1}^{h_2} \, dh
\Longrightarrow \; P_2 - P_1 = \rho\;g(h_2 - h_1)


En este caso la presión P2 es la presión ejercida por la atmósfera, es decir P2 = Patm, y la presión P1 es la presión ejercida sobre el elemento de fluido a la altura h, luego se tiene que:

P = P_0 - \rho\;gh

Este resultado también se puede expresar mediante el Principio de Pascal.

Otro aspecto importante que se obtiene de la fórmula de variación de la presión con la profundidad, es la acción de la fuerza total Ft que se ejerce en esa parte del fondo del recipiente, directamente abajo del área A. Esto se obtiene de la siguiente forma:

P = P_0 + \rho\;gy\Longrightarrow \; PA = P_0A + \rho\;gyA
\Longrightarrow \; F = F_0 + \rho\;Ayg\Longrightarrow \; F = F_0 + m_Ag

en que Ft es la fuerza que se ejerce en el fondo, es decir a la profundidad total y, F0 es la fuerza ejercida por la presión atmosférica en la superficie. La cantidad Ay es el volumen del fluido en una columna cuya área transversal o en la base es A y cuya altura es y. Por lo tanto la cantidad ρAy representa la masa del fluido en esa columna. En consecuencia, la fuerza sobre cualquier área del fondo, es igual a la fuerza ejercida por la presión atmosférica sobre el área correspondiente de la superficie, más el peso del fluido contenido en la columna que descansa sobre esa área del fondo.

Véase también


Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Mira otros diccionarios:

  • Helicidad (mecánica de fluidos) — Para otros usos de este término, véase helicidad. En mecánica de fluidos, la helicidad es una magnitud física asociada al flujo que mide en cada punto del mismo la proyección de la vorticidad sobre la velocidad, dado que la combinación de un giro …   Wikipedia Español

  • Mecánica de medios continuos — La mecánica de medios continuos (MMC) es una rama de la física (específicamente de la mecánica) que propone un modelo unificado para sólidos deformables, sólidos rígidos y fluidos. Físicamente los fluidos se clasifican en líquidos y gases. El… …   Wikipedia Español

  • Elasticidad (mecánica de sólidos) — Una varilla elástica vibrando, es un ejemplo de sistema donde la energía potencial elástica se transforma en energía cinética y viceversa. En física e ingeniería, el término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de… …   Wikipedia Español

  • Calor — Saltar a navegación, búsqueda El Sol. La energía de las estrellas procede de reacciones de fusión nuclear El calor es la transferencia de energía térmica desde un sistema a otro de menor temperatura. La energía térmica puede ser generada por …   Wikipedia Español

  • Efecto Coanda — Introducción Este efecto es estudiado en la Mecánica de fluidos.Pretende expresar las fuerzas que se originan debido a la viscosidad de los fluidos …   Enciclopedia Universal

  • Método de los elementos finitos — Solución de MEF en 2D para una configuración de un magnetostato, (las líneas muestran la dirección de la densidad de flujo calculada, y el color, su magnitud) …   Wikipedia Español

  • Física — Si he logrado ver más lejos, ha sido porque he subido a hombros de gigantes. Sir …   Wikipedia Español

  • Física clásica — Se denomina física clásica a la física basada en los principios previos a la aparición de la física cuántica. Incluyen estudios del electromagnetismo, óptica, mecánica y dinámica de fluidos, entre otras. La física clásica se considera… …   Wikipedia Español

  • Vorticidad — La figura muestra como se conserva la vorticidad si no hay viscosidad: si inicialmente era nula, cualquier variación encuentra en algún lado su variación opuesta. La vorticidad es una magnitud física empleada en mecánica de fluidos y en el mundo… …   Wikipedia Español

  • Ingenieria biologica — Se ha sugerido que este artículo o sección sea fusionado en Ingeniería biológica (discusión). Una vez que hayas realizado la fusión de artículos, pide la fusión de historiales aquí …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

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