FSICA I GRADO Ingeniera Mecnica Tema 6 Mecnica

FÍSICA I GRADO Ingeniería Mecánica Tema 6. Mecánica de fluidos. Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 6. Mecánica de fluidos. (3 h) 6. 1 Introducción 6. 2 Fuerzas en el interior de un fluido. Concepto de presión. Manómetros y barómetros. 6. 3 Ecuación fundamental de la estática de fluidos. Consecuencias. 6. 4 Principio de Arquímedes. Equilibrio de los cuerpos sumergidos y flotantes. 6. 5 Movimiento de un fluido. Líneas y tubos de corriente. Regímenes de movimiento. 6. 6 Flujo a través de una superficie. Gasto o caudal. Ecuación de continuidad. 6. 7 Fluidos ideales. Ecuación de Bernoulli. Aplicaciones. 6. 8 Fluidos reales. Viscosidad. Pérdida de carga.

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970 -26 -0511 -3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: -Problemas de Física General, I. E. Irodov -Problemas de Física General, V. Volkenshtein - Problemas de Física, S. Kósel -Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: -Problemas de Física, Burbano, Gracia. - Resolución de problemas de física, V. M. Kirílov.

5. 1 Introducción Clasificación de los materiales Sólidos rígidos. Sólidos deformables: cambios de longitud/volumen: efectos normales cambios de forma: efectos tangenciales Fluidos: Presentan resistencia al cambio de tamaño, pero no al cambio de forma. Engloba tanto a los gases (fáciles de comprimir) como a los líquidos (prácticamente no se comprimen). Grifo Mágico EXPO Zaragoza 2008.

Importancia del estudio de los fluidos las instalaciones de nuestra vivienda

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Importancia del estudio de los fluidos optimización aerodinámica

Importancia del estudio de los fluidos viscosidad de los fluidos La lava es un fluido viscoso. La viscosidad disminuye al aumentar la temperatura: cuanto más caliente está la lava, más fácilmente fluye.

Estática de fluidos: Es el estudio de fluidos en reposo en situaciones de equilibrio. Al igual que en otras situaciones de equilibrio se basa en el cumplimiento de la primera y tercera ley de Newton. Naves de Colón Museo de la Rábida Huelva ¿Qué diseño debían tener las naves de Colón para que fueran muy ligeras?

Dinámica de fluidos: Es el estudio de fluidos en movimiento. Es una rama de la física muy compleja, y en este curso solamente usaremos aproximaciones y modelos sencillos a partir de las leyes de Newton y las leyes de conservación de la energía. Algunas propiedades que caracterizan a un fluido Densidad: Define su masa por unidad de volumen y se suele expresar por la letra ρ, con unidades en el SI kg/m 3.

Presión: Llamaremos presión de un fluido a la fuerza por unidad de área que este ejerce perpendicular a cualquier superficie que se encuentre en contacto con él. Consideremos una superficie que se ha introducido en el interior de un fluido: La fuerza que el fluido ejerce sobre cada lado de la superficie d. A es : Definimos la presión en un punto determinado como : La unidad de presión es el pascal, Pa.

La presión es un escalar, no tiene dirección propia, y producirá una fuerza d. F dependiendo la dirección de la superficie d. A.

Consideremos una lámina de fluido de área A y ancho dy en el interior de un fluido. Esta pequeña porción de fluido se encuentra en equilibrio, entonces se debe cumplir:

Ecuación fundamental de la estática de fluidos significa que si y aumenta, entonces P disminuye Tenemos un fluido y queremos conocer la diferencia de presiones entre dos puntos de este. fluido de densidad uniforme

Podemos colocar el punto 1 en la superficie: presión en el interior de un fluido a la profundidad h Si nuestro recipiente se encuentra al aire libre, entonces la presión en la superficie es la atmosférica:

La forma del recipiente no importa, solamente depende de la profundidad. En la parte inferior de varios vasos comunicantes, la presión es la misma. Si la presión en la superficie de estos es la misma, entonces la altura del líquido tiene que ser la misma.

Si aumentamos la presión que ejercemos en la superficie, entonces la presión en cada uno de los puntos del fluido aumentará en el mismo incremento que la superficie. Ley de Pascal: La presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin disminución a todas las partes del fluido y las paredes del recipiente.

Podemos escoger la relación entre las áreas de forma tal que haciendo una fuerza pequeña será suficiente para elevar el coche. elevador hidráulico

manómetro Intentemos medir la presión P de un gas que se encuentra en el interior del balón. En la parte horizontal del tuvo las presiones son las mismas en todo el fluido, por encontrarse a la misma altura. Nuestro instrumento para medir presión nos relaciona la presión en el interior del balón y el valor de h. En realidad lo que medimos es el exceso de presión más allá de la presión atmosférica: presión manométrica.

Intentemos medir la presión P en el interior de una habitación donde colocamos este dispositivo. En la parte inferior del tuvo de ensayo se cumplirá: Nuestro instrumento nos relaciona h con la presión total de nuestra habitación, es decir con la presión absoluta en el interior de nuestra habitación. Si nuestra habitación NO está cerrada herméticamente, entonces la presión que mide nuestro instrumento es la atmosférica. El instrumento que mide la presión absoluta se le denomina barómetro.

Si colocamos un barómetro de mercurio al aire libre, este nos mostrará una altura h=760 mm. Si sustituimos los valores de la densidad y la altura, entonces obtenemos: El barómetro de mercurio fue inventado por Evangelista Torricelli y en honor a él la unidad torr:

¿Qué fuerza hace el líquido sobre este cuerpo? Fuerza de flotación Principio de Arquímedes: Si un cuerpo está parcial o totalmente sumergido en un fluido, éste ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo.

Sustituimos el cuerpo por líquido ocupando el mismo volumen. La porción de líquido sustituida se encontrará en equilibrio. La fuerza que el líquido hace sobre el cuerpo sumergido actúa en el centro de gravedad del fluido desplazado por el cuerpo. Ello no significa que el centro de gravedad del cuerpo tenga que coincidir con la misma vertical de la acción de la fuerza de flotación.

Para que el cuerpo flote se debe cumplir: Para que no rote se debe cumplir además: Para que el cuerpo no se mueva será suficiente:

Para que el cuerpo flote se debe cumplir: Para que el cuerpo no se mueva será suficiente:

El centro de gravedad de un velero y el del líquido desplazado, deben coincidir en la misma vertical.

Un buque súper-tanquero de combustible, debe viajar SIEMPRE con los tanques llenos, o al menos sumergidos una parte del casco.

Hidrómetro, empleado para medir la densidad de los líquidos. El flotador calibrado se hunde en el fluido hasta que el peso del fluido que se desplaza es igual a su propio peso. Flotará más alto en los líquidos mas densos.

Hidrómetro especial, de uso común para medir la densidad del ácido de una batería, o del anticongelante usado por un coche. Se aprieta el bulbo para expulsar el aire, y entra el líquido sobre el queremos hacer la medición de la densidad. Es un hidrómetro como el de antes, pero metido en el interior de un gotero gigante.

Si al pedir una cocacola, el hielo no flota, NO TE LA TOMES !!!!!