Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Hidrostatica y Hidrodinamica

No description
by

Elena Paz Montt Ebner

on 24 November 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Hidrostatica y Hidrodinamica

Hidrostática e Hidrodinámica
Hidrostática

¿Que es?
PARTE DE LA FÍSICA QUE ESTUDIA EL COMPORTAMIENTO DE LOS FLUIDOS,
CONSIDERADO EN REPOSO O EQUILIBRIO.

¿Que es un fluido?
TODO CUERPO QUE PUEDE DESPLAZARSE FÁCILMENTE CAMBIANDO
DE FORMA BAJO LA ACCIÓN DE FUERZAS PEQUEÑAS EJEMPLO LOS LÍQUIDOS Y GASES.

CARACTERÍSTICAS DE
LÍQUIDOS Y GASES

LOS LÍQUIDOS: SON INCOMPRESIBLES MANTIENE SU VOLÚMEN
TOMA LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENE, LAS MOLÉCULAS ESTÁN MÁS CERCANAS ENTRE SI Y LA FUERZA DE ATRACCIÓN ES MAYOR QUE EN LOS GASES, PERO MENOR QUE EN LOS SOLIDOS

EN LOS GASES LA DISTANCIA ENTRE LAS MOLÉCULAS ES GRANDE COMPARADA
CON SU TAMAÑO Y LA FUERZA DE ATRACCIÓN ES MUY PEQUEÑA,
NO TIENEN FORMA NI VOLÚMEN DEFINIDO Y TOMA LOS DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENEN, SON COMPRENSIBLES.

HIDRODINÁMICA

Estudia los fluidos en movimientos, es decir, el flujo de los fluidos.

Este estudio se realiza describiendo las propiedades
de los fluidos (densidad, velocidad) en cada punto del espacio en función del tiempo.

Tipos de Flujos de fluidos
Flujo laminar : Ocurre cuando las moléculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias paralelas

Flujo turbulento : Ocurre cuando las moléculas de un fluido en movimiento siguen trayectorias erráticas

Flujo compresible: si su densidad varía con la posición al interior del fluido.

Flujo estacionario: si la velocidad en cada punto del espacio permanece constante. Lo que no implica necesariamente que sea la misma en todos los puntos


Flujo viscoso:
aquel cuya viscosidad es apreciable
Flujo rotacional:
aquel que presenta vórtices, ejemplo de esto son los huracanes.

FLUIDOS REALES:
Características:
La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente.
Todos los fluidos son compresibles en cierto grado.
Tienen viscosidad.
Dependiendo de su viscosidad fluyen a mayor o menor velocidad. Mientras más viscoso es un fluido, fluye con menor velocidad; mientras menos viscoso, fluye con mayor velocidad.
Su viscosidad esta en relación con la densidad del fluido

FLUIDOS IDEALES:

El movimiento de un fluido real es muy complejo. Para simplificar su descripción consideraremos el comportamiento de un fluido ideal cuyas características son las siguientes:
Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluido
Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo
Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo
Flujo irrotacional. No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto.
Caudal volumétrico (Q)
Es la cantidad de fluido que atraviesa una sección de área , en un determinado tiempo (t). Se puede expresar en función del volumen (V)
Q = V
t

Si v es la rapidez con que el líquido atraviesa la sección de área (A), el caudal será:

Q = A · v

Sus unidades
SI: m³/s
CGS: cm³/s

CAUDAL MÁSICO.
Es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente es el diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemastermodinámicos, pues muchos de ellos (tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores, entre otros) actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kilogramo sobre unidad de tiempo o laslibras sobre unidad de tiempo

¿Que es un caudal?
Líquidos y Gases

FLUIDOS

Pueden estar en movimiento o en reposo (estáticos), pero recuerda que, aunque esté en reposo la masa, sus partículas, los átomos y las moléculas, están en continua agitación.

En reposo
Hidrostática

PRESIÓN
ES LA MAGNITUD DE LA FUERZA EJERCIDA PERPENDICULARMENTE POR UNIDAD DE ÁREA
Si una fuerza actúa sobre una superficie pequeña, su efecto deformador es grande.
Si una fuerza actúa sobre una superficie grande, su efecto deformador es pequeño.

Unidades de medida

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

LA PRESIÓN QUE EJERCE EL AGUA SOBRE UN CUERPO QUE ESTÉ SUMERGIDO EN ELLA
DEPENDE DE LA PROFUNDIDAD A LA QUE SE ENCUENTRE EL CUERPO Y DE LA DENSIDAD DEL LÍQUIDO

Principio fundamental de la Hidrostática
LA DIFERENCIA DE PRESIÓN ENTRE DOS PUNTOS DE UN LÍQUIDO EN EQUILIBRIO ES PROPORCIONAL A LA DENSIDAD DEL LÍQUIDO Y A LA DIFERENCIA DE ALTURA

PRINCIPIO DE PASCAL

En un fluido la presión depende únicamente de la profundidad.
Todo aumento de presión en la superficie se transmite a todos los puntos del fluido.


Esto lo reconoció por primera vez el científico francés Blaise Pascal (1623–1662), y se le conoce como el “Principio de Pascal”.

Principio de Pacal
Ejercicios de principio de Pacal
1.
Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio, calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño.
En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies y para el peso a levantar, es decir calculamos previamente S1, S2, F2 y calculamos F1 despejando


S2 = π R2 = π 0,52 = 0,785 m2 S1 = π R2 = π 0,082 = 0,0201 m2

F2 = m g = 1000 · 9,8 = 9800 N
Si multiplicamos en cruz y despejamos F1 = F2 · S1 / S2 introduciendo los datos anteriores:
F1 = 251 N
2.
Calcula la fuerza obtenida en el émbolo mayor de una prensa hidráulica si en el menor se hacen
15N y los émbolos circulares tienen cuádruple radio uno del otro.

F1 = 15N
F2 = ?
S1 = π·R12
(no podemos sustituir nada, así que lo dejamos así)
S2 = π·R22= π·(4R1)2= π· 16R12

F1/S1 = F2/S2
15/π·R12 = F2/π·16R12
Simplificamos

15/1 = F2/16
F2 = 15·16 = 240N

3.
Sobre el plato menor de una prensa se coloca una masa de 16kg. Calcula qué masa se podría
levantar colocada en el plato mayor, cuyo radio es el doble del radio del plato menor
F1/S1 = F2/S2
m1·g/S1 = m2·g/S2
m1/S1 = m2/S2
16/π·R12 = m2/π·4R12
16/1 = m2/4
m2 = 16·4 = 64 Kg
π= pi(r)
4.
5.
Principio de Arquimedes
todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

Ejemplos principio de Arquímedes...
Ejercicios a resolver
Un objeto de 5 kg se mete en el agua y se hunde siendo su peso aparente en ella de 30 N, calcula el empuje, su volumen y su densidad.
1.
2.
Una pieza de 50 g y un volumen de 25 mL, pesa sumergida en un líquido 0,2 N, calcula la densidad del líquido.
Calcula el volumen que se encuentra sumergido en un barco de 10000 toneladas si la densidad del agua del mar es 1030 kg/m3
3.
Una bola de acero de 5 cm de radio se sumerge en agua, calcula el empuje que sufre y la fuerza resultante. Datos: Densidad del acero 7,9 g/cm3
4.
5.
Un cubo de madera de 10 cm de arista se sumerge en agua, calcula la fuerza resultante sobre el bloque y el porcentaje que permanecerá emergido una vez esté a flote. Datos: densidad de la madera 700 kg/m3
Soluciones
1.
2.
3.
4.
5.

19 N; 1,939 · 10-3 m3; 2579 kg/m3
1183 kg/m3
9709 m3
40,52 N
6,86 N
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD

EL PRODUCTO RELACIÓN VELOCIDAD Y ÁREA QUE REPRESE UN LÍQUIDO EN UNA TUBERÍA SIEMPRE SERÁ CONSTANTE

LA VELOCIDAD CON QUE PASA EL AGUA POR UNA TUBERÍA ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL ÁREA DE DICHA TUBERÍA

Ecuación de continuidad
TEOREMA DE TORRICELLI

LA VELOCIDAD DE SALIDA DE UN LÍQUIDO POR UN DESAGÜE INFERIOR ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL NIVEL DEL LÍQUIDO EN EL RECIPIENTE

Experimento Torricelli
Ejemplos...
TEOREMA DE BERNOULLI

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

1.-
Cinética:
es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.

2.-
Potencial gravitacional:
es la energía debido a la altitud que un fluido posea.

3.-
Energía de flujo:
es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.
Aplicaciones del Principio de Bernoulli

Airsoft
Las réplicas usadas en este juego suelen incluir un sistema llamado HopUp que provoca que la bola sea proyectada realizando un efecto circular, lo que aumenta el alcance efectivo de la réplica. Este efecto es conocido como efecto Magnus, la rotación de la bola provoca que la velocidad del flujo por encima de ella sea mayor que por debajo, y con ello la aparición de una diferencia de presiones que crea la fuerza sustentadora, que hace que la bola tarde más tiempo en caer.

Chimenea
Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.

Natación

La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.

Movimiento de una pelota o balón con efecto

Si lanzamos una pelota o un balón con efecto, es decir rotando sobre sí mismo, se desvía hacia un lado. También por el conocido efecto Magnus, típico es el balón picado, cuando el jugador mete el empeine por debajo del balón causándole un efecto rotatorio de forma que este traza una trayectoria parabólica. Es lo que conocemos como vaselina.

Ejemplos teorema Bernoulli
Experimento Teorema de Bernoulli
Va... este trabajo es mejor que los mios.
Pongame un 7 entonces po, profe :)
Elena Paz Montt Ebner
3D
Full transcript