Recomendados
Más contenido relacionado
La actualidad más candente
La actualidad más candente (20)
Similar a MECÁNICA DE FLUIDOS
Similar a MECÁNICA DE FLUIDOS (20)
Último
Último (20)
MECÁNICA DE FLUIDOS
- 1. FLUIDOS Y TERMODINAMICA CAP 3 MECÁNICA DE FLUIDOS Presión Variación de la presión con la profundidad Fuerzas de flotación y principio de Arquímedes Dinámica de fluidos Ecuación de Bernoulli Otras aplicaciones de la dinámica de fluidos Problemas de aplicación.
- 2. INTRODUCCION La materia se clasifica en tres estados: sólido, líquido o gas. Sabiendo que un sólido tiene un volumen y forma definidos, un liquido tiene un volumen definido mas no forma y un gas no tiene ni volumen definido ni forma definida. Un FLUIDO es un conjunto de moléculas ordenados aleatoriamente y se mantienen Juntas por fuerzas cohesivas débiles y fuerzas que ejercen las paredes del recipiente que los contiene. Tanto líquidos como gases son fluidos. Primeramente estudiaremos los fluido en reposo, es decir, estática de fluidos, mas adelante estudiaremos los fluidos en movimiento, dinámica de fluidos.
- 3. Ejemplos: Está presente la mecánica de fluidos, son importantes en aspectos de nuestra vida: Bebemos, respiramos el aire, nadamos en ellos, circula la sangre por nuestro cuerpo, controlan el clima se usan en tuberías y canales, los chorros, las ondas de choque, etc
- 4. Densidad y peso especifico
- 6. 3.1 Presión dA dF A F P Pa m N P 2 PdAF
- 7. Un golpe de martillo sobre un clavo bien afilado hace que penetre mas de lo que lo haría otro clavo sin punta.
- 10. 3.2 Variación de la presión con la profundidad • La presión del agua aumenta con la profundidad. Como los buzos. • Del mismo modo, la presión atmosférica disminuye con la altura creciente; por esta razón, las aeronaves que vuelan a grandes alturas deben tener cabinas presurizadas para comodidad de los pasajeros. • Con la profundidad • Con la altura Esta ecuación indica que para un líquido dado y para una presión exterior constante la presión en el interior depende únicamente de la profundida
- 11. •
- 12. Ejemplo El colchón de una cama de agua mide 2.00 m de largo, 2.00 m de ancho y 30 cm de profundidad. Encuentre: a) el peso del agua en el colchón. b) la presión sobre el piso. 30 cm 2.00 m 2.00 m M = δV = (1.0 x 103)(2 x 2 x 0.3) = = 1.2 x 103 kg. W = Mg = (1.2 x 103 kg)(9.8 m/s2) = 1.18 x 104 N P = F/A = 1.18 x 104 /(2 x 2) = 2.95 kPa 1 Pa = 1 N/m2
- 13. • Como la presión en un fluido depende de la profundidad y de la presión atmosférica, un aumento en presión en la superficie debe transmitirse a todo punto en el fluido. Este concepto lo reconoció por primera vez el científico francés Blaise Pascal (1623– 1662) • Ley de Pascal: un cambio en la presión aplicada a un fluido se transmite sin disminución a todos los puntos del fluido y a las paredes del contenedor.
- 14. Todos los puntos, que se encuentren al mismo nivel en un líquido, soportan igual presión. Ni la forma de un recipiente ni la cantidad de líquido que contiene influyen en la presión que se ejerce sobre su fondo, tan sólo depende de la altura del líquido. Esto es lo que se conoce como “PARADOJA HIDROSTÁTICA” Fuente de la imagen: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/paradoja/paradoja.htm
- 15. • Una de las aplicaciones más importantes del principio de Pascal es la prensa hidráulica 1 2 2 2 1 2 1 2 1 1 F F F A P P A A F A
- 16. 2 2 1 1 A F A F En un elevador de automóviles que se emplea en un taller, el aire comprimido ejerce una fuerza sobre un émbolo de sección transversal que tiene un radio de 5 cm. Esta presión se transmite por medio de un líquido a un segundo émbolo de 15 cm de radio. ¿Qué fuerza debe ejercer el aire comprimido para levantar un auto de 13,300 N? ¿qué presión de aire producirá esta fuerza? A1 A2 F1 F2 d1 d2 Se cumple que: Nx A FA F 3 2 2 2 21 1 1048.1300,13 15.0 05.0 La presión es:
- 17. 3.3 Fuerzas de flotación y principio de Arquímedes • Principio de Arquímedes
- 20. •
- 21. Tubo en forma de U hab hw 0 Agua Bromuro de amilo δagua = 1.0 x 103 kg/m3 δbromuro = 1.26 x 103 kg/m3 Encontrar la relación entre las alturas de los líquidos Para el Bromuro: pab = p0 + rab g hab Para el agua: pw = p0 + rw g hw
- 22. Ejemplo
- 24. Una sorpresa titánica: Un iceberg que flota en agua de mar, como se muestra en la figura, es extremadamentepeligroso porque la mayor parte del hielo esta bajo la superficie. Este hielo oculto puede dañar una embarcación que aun esta a una distancia considerable del hielo visible. ¿Que fracción del iceberg se encuentra bajo el nivel del agua?
- 25. 3.4 Dinámica de fluidos • Hidrodinámica: son fluidos en movimiento. • Cuando el fluido esta en movimiento, su flujo se caracteriza como uno de dos tipos principales. • Fluido es estable, o laminar, si cada partícula del fluido sigue una trayectoria uniforme de tal modo que las trayectorias de diferentes partículas nunca se cruzan unas con otras, • Flujo turbulento. Es flujo irregular que se caracteriza por pequeñas regiones con forma de remolino, ocurre a velocidades altas como se muestra en la figura
- 26. • Viscosidad, se usa para caracterizar el grado de fricción interna en el fluido. Esta fricción interna, o fuerza viscosa, se asocia con la resistencia que tienen dos capas adyacentes de fluido para moverse una en relación con la otra. • El movimiento de los fluídos reales es muy complejo, por tanto idealizaremos un modelo de flujo de fluido ideal, bajo las siguientes cuatro suposiciones: • 1. El fluído no es viscoso. En un fluído no viscoso, se desprecia la fricción interna. • 2. El flujo es estable. En flujo estable (laminar), todas las partículas que pasan a través de un punto tienen la misma velocidad. • 3. El fluido es incompresible. La densidad de un fluido incompresible es constante. • 4. El flujo es irrotacional. En flujo irrotacional el fluido no tiene cantidad de movimiento angular en torno a punto alguno. Si una pequeña rueda de paletas colocada en alguna parte en el fluido no gira en torno al centro de masa de la rueda, el flujo es irrotacional.
- 27. • La trayectoria que toma una partícula de fluido bajo flujo estable se llama línea de corriente
- 39. • Los líquidos están en equilibrio dentro del tubo en U. Hallar 𝜌1/𝜌2
- 43. TAREA • ESTABILIDAD DE CUERPOS SUMERGIDOS • ¿Por qué los barcos no se hunden?