Fluidos
Denominamos fluidos a las sustancias en estado líquido o gaseoso
La diferencia de mayor importancia entre el estado líquido y gaseoso, al
momento de aplicar las leyes de la mecánica a los fluidos, es que los gases
son altamente compresibles(y expansibles), mientras que los fluidos casi no
lo son. Algunos fluidos presentan fuerzas de rozamiento internas
(viscosidad), que hacen más complicado el estudio de su movimiento. Por
ejemplo, a temperatura ambiente la miel o la glicerina tienen una alta
viscosidad, y la del agua es mínima. En nuestro estudio cuando hagamos
referencia a fluidos los suponemos incompresibles y no viscosos.
Densidad
La densidad de un cuerpo de masa m y volumen v ,
se representa con la letra ρ y se calcula:
ρ = 𝑚
𝑣
• Cada sustancia tiene su propio valor de densidad, es una propiedad
característica.• Es una magnitud escalar por ser el cociente de dos magnitudes escalares, la masa
y el volumen.
• Su unidad en el SI es Kg/m3 pero es muy común encontrar la densidad de una
sustancia expresada en g/ml
Presión
Presión• Una característica muy importante de los fluidos, es la imposibilidad de soportar ni realizar fuerza que no
sean perpendiculares a su superficie.
• Por esta razón podemos afirmar que: sobre cualquier superficie de área A dentro de un fluido o en sus
límites, el fluido realiza fuerzas perpendiculares a dicha superficie.
• La presión P ejercida por una fuerza perpendicular a una superficie, es el cociente entre el módulo de la
fuerza F y el área A de la superficie :
P=𝐹
𝐴
La unidad de presión en el SI es N/m 2 esta unidad recibe el nombre de Pascal Pa
El uso de milímetros de mercurio actualmente torr como
unidad de presión tiene su origen en el experimento de
Torricelli
• El valor promedio de la presión atmosférica a nivel del mar, es
entonces, 760 mm de Hg, es decir 760 torr.
• 1 atmosfera(atm) es la presión ejercida por una columna de
mercurio de exactamente 76 cm de altura, a °C, y bajo la
aceleración gravitación
P=h.d.g
h = 0,76 m
Densidad del mercurio=13595,0 Kg/m 3
g = 9,8 m/ s2
Es decir 1 atm = 0,76 m x 13595,0 Kg/m 3 x 9,8 m/ s2 = 101,325 N/m 2
• Entonces:
760 torr = 1 atm = 1013,25 h Pa = 14,70 Psi o lb/plg2
1 atm = 101325 Pa = 1,01325 bar = 1013,25 mmbar =14,70 Psi o lb/plg2
Esfigmomanómetro o baumanómetro o tensiómetro o
manómetro son todos sinónimos.
Un aparato a presión es un equipo
sometido a presión de un fluido
líquido o gas. Esta presión puede
ser presión interior o presión
exterior
Variación de presión en un fluido en reposo
• La presión en un fluido ideal en reposo
aumenta linealmente con la profundidad. La
ecuación que relaciona estas variables recibe
el nombre de Ley Fundamental de la
Hidrostática
P= Po + ρ.h.g
• Po punto de referencia
• ρ.h.g es el aumento de presión por el peso del
fluido
• Dentro de un fluido en reposo los valores de
la presión van aumentando a medida que la
profundidad es mayor
• La unión de los puntos que tienen igual
presión, determinan planos paralelos y
horizontales denominados ISÓBAROS
Paradoja Hidrostática
Las presiones del agua en el fondo de cada recipiente sonlas mismas. Están en una misma línea horizontalISÓBARA
Si los tres recipientes contienen el mismo fluido y se pesanen una báscula ¿los tres dan la misma lectura?
No depende de la cantidad de fluido que contiene cadavaso
Si el fluido ejerce la misma fuerza hacia abajo sobre elfondo de cada recipiente ¿es esa fuerza igual al peso delfluido en el recipiente?¿hay aquí una paradoja?
F = P. A = (ρ.h.g )(πr2 )
El volumen de un cilindro es V=dπr2
F=ρ.g.V = (ρV) g = mg
Ejemplo:En un orificio de salida de un tanque se coloca un tubo en forma de U que
contiene mercurio. El extremo superior del tubo está abierto y en contacto con
el aire. La columna de mercurio se eleva 50 cm por encima del orificio del
tanque
¿Qué presión realiza el fluido que se encuentra dentro del tanque en el punto
donde se encuentra el orificio?