Unidad 5. Estática y dinámica de fluidos
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Unidad 5. Estática y dinámica de fluidos
- 2. Fluidos Historia de la mecánica de fluidos Mecánica de fluidos Características de fluidos Presión Masa Densidad Peso especifico Viscosidad Densidad, tensión y deformación Principio de Arquímedes Ecuación de Bernoulli
- 3. Un fluido se define como una sustancia que fluye y adquiere la forma del recipiente que lo contiene, esto es una sustancia que se deforma continuamente bajo un esfuerzo de corte, por pequeño que este sea. La distinción entre sólidos y fluidos no es completamente obvia. Los fluidos presentan las siguientes características: - no resisten esfuerzos de corte, o solamente aquellos que son pequeños o solo durante un tiempo (presentan viscosidad), - tienen, por tanto, la capacidad de fluir (también descrita como la capacidad de adoptar la forma del recipiente que los contiene) Estas propiedades son función de su incapacidad de soportar un esfuerzo de corte en equilibrio estático.
- 4. Cascadas en el Parque Nacional Yellowstone: el agua en lo alto de las cascadas pasan a través de una estrecha rendija, lo que hace que la velocidad aumente en dicho punto. En este capítulo se estudiará la física de los fluidos en movimiento.
- 5. Civilizaciones Antiguas Diseño de lanchas y barcos, desarrollo de abastecimiento de agua. Sin conocimiento matemático y mecánico. Civilización Griega e imperio romano. Primeros escritos de Arquímedes. Principios de la hidrostática y la flotación. Leonardo da Vinci (inicio de la mecánica experimental), Galileo Galilei, Newton, etc. Periodo Renacimiento 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa Siglo XX Hidrodinámica teórica e hidráulica experimental.
- 6. La mecánica de fluidos es la disciplina que estudia el comportamiento de líquidos y gases en reposo (estática) o en movimiento (dinámica). (Young, Donald).
- 7. Sólido Fluido Duro y no se deforma fácilmente. Suave y se deforma fácilmente. Posee moléculas poco espaciadas y ordenadas. Las moléculas están mas espaciadas, mayor libertad de movimiento. Un fluido es una sustancia que se deforma de manera continua cuando sobre ella actúa una fuerzo cortante (fuerza por unidad de área) de cualquier magnitud.
- 9. Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras: ◦ Espaciamiento molecular ◦ Actividad molecular En un fluido el espaciamiento entre moléculas es mayor que en un sólido, como también es mayor el rango de movimiento de las moléculas de un gas. Se clasifican en líquidos y gases, los fluidos.
- 10. Densidad Peso específico Densidad relativa Volumen específico y densidad relativa Viscosidad Tensión Superficial: Capilaridad Presión Gravedad Específica
- 11. Cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de área de una sustancia. P=F/A F=m*a Unidad de medida kg*m/S2 =N Los gases se comprimen con facilidad Los líquidos se comprimen muy poco
- 12. Actúa de forma uniforme en todas las direcciones de un volumen pequeño de un fluido. Actúa de manera perpendicular a la pared.
- 13. Es la medida de la cantidad de fluido M=F/a PESO (W) La Fuerza con la que un fluido es atraído hacia la tierra por la acción de la gravedad. W=m*g donde g=9.81 m/S2 g=32.2 pie/S2
- 14. La densidad es una de las propiedades más habituales y útiles en el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una porción de fluido y el volumen que esta porción ocupa Se expresa como: r = m / v Sus unidades de medida son: g / cm3 = g /ml kg / L = 1000 kg / m3 lb / pie3
- 15. V: Volumen W: peso Unidad de medida: N/m3
- 16. Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad. Se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la adherencia.
- 17. La viscosidad de un fluido puede medirse por un parámetro dependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad: Coeficiente de viscosidad dinámico, designado como η o μ. En unidades en el SI: [µ] = [Pa·s] = [kg·m-1·s-1] ; (Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² o 1 kg/(m·s). otras unidades: 1 poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1]
- 18. Se obtiene como cociente de la viscosidad dinámica (o absoluta) y la densidad. ν = μ/ρ. (En unidades en el SI: [ν] = [m2.s La unidad en el SI es el (m²/s).
- 19. Una cosa importantes saber es que la viscosidad de los líquidos depende mucho de la temperatura. A mayor temperatura, el líquido es mas fluido. Es decir, la viscosidad disminuye. Dicho de otra manera, a medida que la calientas, la miel se hace más líquida.
- 20. Pregunta: ¿ La sangre tiene viscosidad ? Rta: Sí, tiene. Pero es bastante chica. La viscosidad de la sangre es un poco mayor que la del agua. Lo mismo pasa con la viscosidad del plasma sanguíneo. Viscosidad NO ES densidad. Un líquido puede ser muy denso pero poco viscoso. ( El mercurio, por ejemplo ).
- 21. Es la razón de la densidad de una sustancia a la densidad del agua a 4 C.
- 22. Es la razón del peso específico de una sustancia al peso específico del agua a 4 C.
- 23. DENSIDAD V m =r
- 24. DENSIDAD
- 27. A F P =
- 28. Dispositivo de medición de la presión
- 30. LEY DE PASCAL PRENSA HIDRAULICA
- 31. EJEMPLO FUERZA SOBRE UN DIQUE
- 33. PRESIÓN DE UNA GAS CONTENIDO EN UN RECIPIENTE
- 34. la magnitud de la fuerza de flotación sobre un objeto siempre es igual al peso del fluido desplazado por el objeto
- 36. CASO 1: OBJETOS TOTALMENTE SUMERGIDOS.
- 37. CASO 2: OBJETOS QUE FLOTAN
- 42. FLUIDO IDEAL 1. Fluido no es viscoso 2. Flujo estable (ideal) laminar 3. Fluido es incompresible, la densidad es constante. 4. El flujo es irrotacional. No tiene cantidad de movimiento angular en torno a punto alguno.