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Mecanica de Fluidos

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by

luis miguel calderon

on 2 April 2014

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Transcript of Mecanica de Fluidos

Flotabilidad
Es la fuerza perpendicular por unidad de área.
La cantidad de masa determinada en un volumen
Viscosidad
Conclusion: Los fluidos tienen un papel importante en la cotidinidad
Mecánica de Fluidos
DENSIDAD
¿Qué se estudia en la mecánica de fluidos?
Estudia el movimiento de los gases y líquidos así como las fuerzas que lo provocan.
¿Qué es un fluido?
Estos tienen ciertas propiedades especificas como…
Densidad=
Masa/Volumen

La densidad de un fluido se puede medir con un densímetro o hidrómetro
Presión
Presión=
Fuerza/Area
Luis Miguel Calderón, Sebastian Salinas, Santiago Vasquez
Cualquier material homogéneo como el hielo o el hierro , tienen la misma densidad en todas sus partes.

Densidad de algunos materiales
La flotación es un fenómeno que se da cuando un cuerpo es menos denso que un fluido.

Principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un liquido, experimenta una fuerza de empuje hacia arriba que es igual al peso del volumen que desalojado.

Si introducimos un cuerpo en un fluido, el volumen del cuerpo introducido es igual al volumen del fluido desalojado.

Volumen fluido desalojado = Volumen cuerpo sumergido

Si pesáramos el fluido desalojado, veríamos que este peso es igual a la fuerza de empuje

Empuje = Peso fluido desalojado

El peso aparente es el peso de un objeto menos la fuerza de empuje del fluido.

Peso aparente = Peso – Empuje

Conclusiones
Flotabilidad
*Un fluido es un tipo de medio continuo formado por una substancia cuyas moléculas tienen un atracción débil.
*Poseen gran movilidad y se desplazan libremente.
*También pueden tomar la forma de sus recipientes.
Tensión Superficial
La presión a nivel del mar es 1 atm (atmósfera).

1 atm= 1.013* 10 ^5 Pa

En el Sistema Internacional la presión se mide en:
Pascal = N/m2

La presión aplicada se transmite a todas las partes del fluido y las paredes del recipiente que lo contiene.

Ley de Pascal
Como Vuela un Avión?
Ecuación de Bernoulli
Relaciona la presión, la rapidez de flujo y la altura para el flujo de un fluido ideal.

El trabajo efectuado sobre un punto del fluido por el fluido circundante es igual a la suma de las energías cinética y potencial.

Medidores de Presión
Manómetro de tubo abierto

Barómetro de Mercurio

Presión manométrica
Es el exceso de presión mas allá de la atmosférica.
Es la suma de la presión atmosférica y la manométrica.

Presión Absoluta
Tipos de Presión
Este caso lo podemos observar en la formación de gotas o cuando las cosas se quedan en la superficie del agua sin necesidad de flotar (insectos en el agua).
son las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquidos (osea fuerza de atracción). Estas forman una membrana en la superficie que necesita cierta cantidad de energía para romperla.
Ejemplo: un clip; su densidad e aprox.6.3 g/cm3 mientras la del agua es 1.0 g/cm3. este no alcanza a romper la tensión superficial y por eso no se hunde, peo según su densidad si debería.
Flujo
Es el movimiento de un fluido.
Presión y Profundidad
La presión es la misma en dos puntos que estén a la misma profundidad

A menor profundidad, mayor es la presión.

La presión solo depende de la altura

Denominamos el trayecto de una sola partícula en un fluido: linea de flujo. Si esta linea no cambia con el tiempo entonces tenemos un fluido estable, la velocidad de este es constante.
Para determinar el flujo de un fluido (normal) relacionamos los siguientes terminos:
Ecuación de Reynolds
Re= (Densidad x Velocidad x Diámetro)
Viscosidad
Usando el numero de Reynolds se puede saber si un fluido normal es
turbulento
o
laminar
Fluido Laminar
su resultado da < 2,000
Fluido Turbulento
Su resultado da > 4,000
Laminar es caundo el flujo es suave, estable y estratificado
Turbulencia es cuando el patrón de flujo se vuelve irregular, complejo y cambia continuamente con el tiempo. (la ecuación de Bernoulli no aplica en este caso).
Si un fluido tiende a ser mas viscoso, mayor es la probabilidad de que sea un fluido laminar.
Demostración: Tensión superficial
Demostración: Flujo Laminar vs. Turbulento
Es la fricción interna, la "resistencia a fluir."
Esta se debe a las fuerzas de cohesión entre las moléculas en los fluidos (líquidos y gases)
...Entre mas viscoso sea un fluido mas espeso.
Entre menos viscoso menos espeso...
Usamos esta formula para hallar el coeficiente de viscosidad de un fluido:
Algunas Viscosidades
Nota: esta fuerza se opone al movimiento del fluido.
Demostración: Viscosidad
Insecto en el agua
Demostración: Densidad
Demostración: Flotabilidad
Demostración: Presión
P: Presion
l: Longitud del tubo
r: Radio del tubo
t: Tiempo
V: Volumen
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