FLUIDOS

• Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. La propiedad definitoria es que los fluidos pueden cambiar de forma sin que aparezcan en su seno fuerzas restitutivas tendentes a recuperar la forma "original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólido deformable, donde sí hay fuerzas restitutivas).

• Se define como un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propias. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

FLUIDOS

• Se entiende por flotación a los cuerpos cuya densidad relativa es menor que unidad que flotan en el agua, este también es el principio fundamental de Arquímedes. Cuando un cuerpo se sumerge en el agua una cierta porción del fluido es desplazado , teniendo en cuenta la presión que ejerce el fluido sobre le cuerpo se dice que las fuerzas de presión resultan apuntando verticalmente hacia arriba la que tiende en forma parcial , a neutralizar la fuerza de gravedad , también vertical pero apuntando hacia abajo. Para que haya flotación el objeto debe tener una densidad menor que el agua es por esto que la madera flota al sumergirla en el agua y el plomo se hunde.

• Para que un cuerpo mantenga en equilibrio estático, muchas fuerzas deberán contrarrestarse o de lo contrario el cuerpo se hundirá o rotara hasta encontrar el equilibrio.

• Si el peso de uno de los cuerpos es menor que el fluido que se desplaza al sumergirse este flotara ya que el peso del cuerpo es menor que el agua desplazada, pero si el cuerpo es mas pesado que el volumen de donde este sumergido este debe hundirse.

Flotación

Teorema de Bernoulli

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 corriente de agua.

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:

• cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido;

• potencial o gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea;

• energía de presión: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

Ecuación de Bernoulli

La siguiente ecuación conocida como "ecuación de Bernoulli" (trinomio de Bernoulli) consta de estos mismos términos.

• ChimeneaLas 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.

• TuberíaLa ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella, se reducirá la presión.

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

• Carburador de automóvilEn un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador, disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.

• Flujo de fluido desde un tanqueLa tasa de flujo está dada por la ecuación de Bernoulli.

• Dispositivos de VenturiEn oxigenoterapia, la mayor parte de sistemas de suministro de débito alto utilizan dispositivos de tipo Venturi, el cual está basado en el principio de Bernoulli.

• AviaciónLos aviones tienen el extradós (parte superior del ala o plano) más curvado que el intradós (parte inferior del ala o plano). Esto causa que la masa superior de aire, al aumentar su velocidad, disminuya su presión, creando así una succión que sustenta la aeronave.

Aplicaciones del principio de Bernoulli

MOVIMIENTO DE SOLIDOS EN FLUIDOS

• Al desplazarse un sólido en el interior de un fluido aparece una fuerza resultante llamada de resistencia hidrodinámica, que tiene dos componentes una anti-paralela al movimiento, debida a las fuerzas viscosas (resistencia) y otra perpendicular al flujo denominada fuerza de sustentación.

Movimientos de objetos en fluidos reales.

Las dos componentes son función de la velocidad relativa del sólido/fluido de la superficie proyectada en la dirección al movimiento, Ap y perpendicular a él, Ar, y de las características físicas del fluido.

• La fuerza de resistencia hidrodinámica presenta una componente de resistencia al rozamiento, muy intensa en el caso de los líquidos y que genera acciones tangenciales sobre el cuerpo en movimiento. Por otro lado, aparecen las fuerzas de presión que presentan diferentes zonas del líquido para dejar paso al sólido en su seno.

Resistencia hidrodinámica.

Comportamiento de la fuerza de resistencia hidrodinámica en función de la velocidad relativa del movimiento del sólido en el interior del líquido.

• Componente de resistencia.- Fuerza paralela al flujo del fluido, debida a las fuerzas disipativas y tangenciales de fricción viscosa. Es función del tipo de flujo, laminar o turbulento, de las características físicas del fluido, de la velocidad del sólido respecto del fluido y del área de sección transversal es perpendicular a la dirección de movimiento, AR. Término predominante en líquidos.

Fuerzas de resistencia hidrodinámica y sustentación.

• Fuerza de sustentación.- componente perpendicular al flujo. Es función del tipo de flujo, laminar o turbulento, de las características físicas del fluido, de la velocidad del sólido respecto del fluido y del área de sección transversal paralela a la dirección de movimiento, AP.

¡Tengamos un año maravilloso!