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MECÁNICA DE FLUIDOS

INDICA DORES DE LOGROS

1. Identificar las leyes y principios generales de la hidromecánica.2. Aplicar las leyes de la hidromecánica en la explicación y solución de problemas.3. Aplicar los principios funda mentales de la mecánica en el análisis del equilibrio y movimientos de fluidos.

INTRODUCCION.

La mecánica de fluidos es la ultima unidad sobre mecánica, , que estudiaras en tu primer curso de física. En esta oportunidad se aplicaran a los fluidos los conceptos de la mecánica estudiamos en partículas y cuerpos rígidos.

Sin embargo, restringimos nuestro estudio a fluidos aproximada mente ideales, es decir, que carezcan en la práctica de alta viscosidad como la poseída por el aceite, glicerina melado o miel.

RAMA DE LA MECAMICA DE LOS FLUIDOS

La mecánica de fluidos se divide en las siguientes ramas:

Hidrostática: Estudia el comporta miento de los fluidos considera dos en reposo o equilibrio.

Hidromecánica: Estudia el comportamiento de los fluidos, cuando se encuentran en movimiento.Neumática: Particularizada la hidrostática e hidronímica al estudio de los gases.

Hidráulica: Utiliza los conceptos estudiados en lo tres campos anteriores en las aplicaciones técnicas.

A pesar de estudiar conjuntamente los fluidos, es claro observar que existen ciertas diferencias importantes entre líquidos y gases. Por ejemplo, los líquidos son práctica mente incomprensibles mientras que los gases adaptan su volumen al de recipiente que los contiene, expandiéndose de tal forma que ocupan mayor volumen posible. La razón de esta diferencia es que, en primer lugar, las moléculas de los sólidos están lo suficientemente cercanas para que las fuerzas de atracción las mantengan en un modelo regular y permanezcan con volumen y forma constante; en un liquido en promedio, las moléculas están mas separadas y las fuerzas de cohesión son mas pequeñas, por esta razón, el liquido mantiene su volumen toma la forma del recipiente que lo contiene.

En un gas la distancia entre las moléculas es muy grande comparada con su tamaño, las fuerzas de atracción son muy pequeñas, por eso, el gas no tiene forma ni volumen propios y toma los del recipientes que lo contiene.

PRESIÓN. CONCEPTO

La acción que ejerce las fuerzas sobre los sólidos es cualitativamente diferente a la ejercida sobre los fluidos. Cuando se ejerce una fuerza sobre un sólido, esta actúa sobre un solo punto del cuerpo, lo cual es imposible que suceda en un fluido contenido en un deposito cerrado, solo se puede aplicar una fuerza en un fluido por medio de una superficie. Además, en un fluido en reposo esta fuerza esta siempre dirigida perpendicularmente porque el fluido no puede soportar fuerzas tangenciales.Por ese hecho es importante analizar las fuerzas que actúan sobre los fluidos por medio de la presión.La presión existe únicamente cuando sobre una superficie actúa un sistema de fuerzas distribuidas por todos los puntos de la misma.

Unidades de presión

En el sistema internacional

En el sistema c.g.s

La baria es una unidad muy pequeña por lo que se utiliza en la práctica varios múltiplos,1 bar=106 barias 1 milibar =103barias

Presion atmosferica

La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es generalizable a la atmósfera de cualquier planeta o satélite.

La presión atmosférica en un punto representa el peso de una columna de aire de área de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye cuando nos elevamos, no podemos calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la densidad del aire ρ en función de la altitud z o de la presión p. Por ello, no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre; por el contrario, es muy fácil medirla.

La presión atmosférica en un lugar determinado experimenta variaciones asociadas con los cambios meteorológicos. Por otra parte, en un lugar determinado, la presión atmosférica disminuye con la altitud, a causa de que el peso total de la atmósfera por encima de un punto disminuye cuando nos elevamos. La presión atmosférica decrece a razón de 1 mmHg o

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Torr por cada 10 m de elevación en los niveles próximos al del mar. En la práctica se utilizan unos instrumentos, llamados altímetros, que son simples barómetros aneroides calibrados en alturas; estos instrumentos no son muy precisos.

La presión atmosférica estándar, 1 atmósfera, fue definida como la presión atmosférica media al nivel del mar que se adoptó como exactamente 101 325 Pa o 760 Torr. Sin embargo, a partir de 1982, la IUPAC recomendó que para propósitos de especificar las propiedades físicas de las sustancias "el estándar de presión" debía definirse como exactamente 100 kPa o (≈750.062 Torr). Aparte de ser un número redondo, este cambio tiene una ventaja práctica porque 100 kPa equivalen a una altitud aproximada de 112 metros, que está cercana al promedio de 194 m de la población mundial.1

Estabilidad e inestabilidad atmosférica

Cuando el aire está frío, desciende, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad. Se forma, entonces, un anticiclón térmico. Cuando el aire está caliente, asciende, haciendo bajar la presión y provocando inestabilidad. Se forma entonces un ciclón o borrasca térmica.

Además, el aire frío y el cálido rehúsan a mezclarse, debido a la diferencia de densidades; y cuando se encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se forma entonces un ciclón, o borrasca dinámica. Esta zona de contacto es la que se conoce como frente. Cuando el aire frío y el cálido se encuentran en altura, descienden en convergencia dinámica, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad, y el consiguiente aumento de la temperatura. Se forma, entonces un anticiclón dinámico.

PRESION HIDROSTATICA

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

En las figuras se muestran dos situaciones: en la primera se empuja el líquido contenido en un recipiente mediante un

émbolo; en la segunda, se empuja un bloque sólido. ¿Cuál es el efecto de estas acciones? ¿Qué diferencia un caso de

otro?

La característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal (1623-1662) , quien estableció el siguiente principio:

Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen.

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el

gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Cuando apretamos una chinche, la fuerza que el pulgar hace sobre la cabeza es igual a la que la punta de la chinche ejerce sobre la pared. La gran superficie de la cabeza alivia la presión sobre el pulgar; la punta afilada permite que la presión sobre la pared alcance para perforarla.

Cuando caminamos sobre un terreno blando debemos usar zapatos que cubran una mayor superficie de apoyo de tal manera que la presión sobre el piso sea la más pequeña posible. Sería casi imposible para una mujer, inclusive las mas liviana, camina con tacos altos sobre la arena, porque se hundiría inexorablemente.

El peso de las estructuras como las casas y edificios se asientan sobre el terreno a través de zapatas de hormigón o cimientos para conseguir repartir todo el peso en la mayor cantidad de área para que de este modo la tierra pueda soportarlo, por ejemplo un terreno normal, la presión admisible es de 1,5 Kg/cm².

La Presa Hidráulica

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el

gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar

pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos

cómo lo hace.

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El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados

y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la

presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas

perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza

(F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la

fuerza!

Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)

Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un término se tiene que: F2=F1.(A2/A1)

Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del chico, entonces el módulo de la fuerza obtenida en

él será el cuádruple de la fuerza ejercida en el pequeño.

La prensa hidráulica, al igual que las palancas mecánicas, no multiplica la energía. El volumen de líquido desplazado por el

pistón pequeño se distribuye en una capa delgada en el pistón grande, de modo que el producto de la fuerza por el

desplazamiento (el trabajo) es igual en ambas ramas. ¡El dentista debe accionar muchas veces el pedal del sillón para lograr

levantar lo suficiente al paciente!

Densidad

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.

donde ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen del cuerpo.

Unidades de densidad

Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI):

kilogramo por metro cúbico (kg/m³). gramo por centímetro cúbico (g/cm³). kilogramo por litro (kg/L) o kilogramo por decímetro cúbico. El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L (1000

g/dm³ = 1 g/cm³ = 1 g/mL). gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI).

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El principio de Arquímedes se formula así:

donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa siempre verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

PRINCIPIO DE PASCAL

La presión en el interior de un fluido depende solamente de al diferencia de nivel y de la densidad. Por lo tanto, si se aumenta la presión sobre cualquier punto, se produce un aumento igual en cualquier punto de un fluido.si el fluido se encuentra confiado dentro un cilindro provisto de un embolo, cuando se ejerce una fuerza sobre al émbolo, la presión ejercida sobre el liquido se transmite como igual intensidad a todos los puntos del fluido. De esta forma en el punto A la presión será igual a la suma de la presión hidrostática, debida al propio peso del fluido y la adicional ejercida por el embolo.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

Si suspendemos de un dinamómetro un objeto pesado y luego lo sumergimos en agua. Observamos que la medida de la fuerza ejercida sobre el objeto suspendido en sentido contrario al paso; este hecho se hace mas evidente cuando sumergimos un trozo de corcho, éste se acelera hacia la superficie en donde flota parcial mente sumergido el corcho sumergido experimenta una fuerza hacia arriba por parte del agua superior a su paso.

El empuje es igual al volumen sumergido del cuerpo, por la densidad del fluido por la gravedad

FLUIDOS EN MOVIMIENTO. ECUACION DE CONTINUIDAD.

Hasta hora hemos considerado en esta unidad la acción de fluidos en reposo (hidrostática), estudiemos ahora el comportamiento de los fluidos en movimiento (hidrodinámica).

Consideramos un fluido que se mueve en el interior de un tubo delgado de cesión trasversal variable. Sea A1 trasversal de tubo en el punto 1, donde la velocidad del fluido es V1 y A2 la cesión trasversal del tubo donde la velocidad del fluido es V2.

Durante un tiempo t, las partículas del fluido que se encuentran inicial mente en 1, recorren una distancia V 1 t, mientras tanto las partículas que se encuentran inicialmente en 2 una distancia V2t. si el fluido es incomprensible, el volumen de fluido en la situación 2.

V1 = V2

A1 V1 t = A2 V2t

Al cancelar t en ambos miembros de la igualdad, obtenemos:

A1 V1 =A2 V2

En testas últimas se conoce con el nombre de ecuación de continuidad.

Consideramos una porción de tubo por el cual se mueve un fluido debido a una presión P1 ejercida en la sección A1 por la fuerza F1. el trabajo realizado sobre el fluido por la fuerza F1 es T1= F1 L1 = P1A1L1 donde L1 es le desplazamiento del fluido como el fluido es incompresible este ejerce a si vez una presión P2 sobre A2 provocado un desplazamiento L2.

El trabajo neto realizado por el fluido es igual al trabajo realizado por el agente externo, menos el trabajo realizado por el fluido.T=T1 - T2

T= (P1 A1 L1) – (P2A2 L2)

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. Cinético: 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.

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

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donde:

V = velocidad del fluido en la sección considerada. g = aceleración gravitatoria z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia. P = presión a lo largo de la línea de corriente. ρ = densidad del fluido.

Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:

Viscosidad (fricción interna) = 0 Es decir, se considera que la línea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona 'no viscosa' del fluido.

Caudal constante Fluido incompresible, donde ρ es constante. La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente.

De acuerdo con la ecuación de continuidad: A1 L1 = A2 L2= V.TENSIÓN SUPERFICIALEn física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para disminuir su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris) , desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad

A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula está sometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia de densidades entre el líquido y el gas.

Otra manera de verlo es que una molécula en contacto con su vecina está en un estado menor de energía que si no estuviera en contacto con dicha vecina. Las moléculas interiores tienen todos las moléculas vecinas que podrían tener, pero las partículas de contorno tienen menos partículas vecinas que las interiores y por eso tienen un estado más alto de energía. Para el líquido minimizar su estado energético es por tanto minimizar el número de partículas en su superficie.2

Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie tiene una mayor energía promedio que las situadas en el interior, por lo tanto la tendencia del sistema será a disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible

CAPILARIDAD

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular (o cohesión intermolecular) entre sus moléculas es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido que moja). El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y ésta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin utilizar energía para vencer la gravedad.

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar (como el caso del mercurio), la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior, y su superficie es convexa.

FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO

Cuando entre dos partículas en movimiento  existe gradiente de velocidad, o sea que una se mueve más rápido que la otra,  se desarrollan fuerzas de fricción que actúan tangencialmente a las mismas.

Las fuerzas de fricción tratan de introducir  rotación entre las partículas en movimiento, pero simultáneamente la viscosidad trata de impedir la rotación.  Dependiendo del valor relativo de estas fuerzas se pueden producir diferentes estados de flujo.

Cuando el gradiente de velocidad es bajo, la fuerza de inercia es mayor que la de fricción, las partículas se desplazan pero no rotan, o lo hacen pero con muy poca energía, el resultado final es un movimiento en el cual las partículas siguen trayectorias definidas, y todas las partículas que pasan por un punto en el campo del flujo siguen la misma trayectoria.   Este tipo de flujo fue identificado por  O. Reynolds y se denomina “laminar”, queriendo significar con ello que las partículas se desplazan en forma de capas o láminas.

Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas vecinas al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, la viscosidad pierde su efecto, y debido a la rotación las partículas cambian de trayectoria. 

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Al pasar de unas trayectorias a otras, las partículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática.  Éste tipo de flujo se denomina "turbulento".

El flujo "turbulento" se caracteriza porque:

Las partículas del fluido no se mueven siguiendo trayectorias  definidas. La acción de la viscosidad es despreciable. Las partículas del fluido poseen energía de rotación apreciable, y se mueven en forma errática chocando unas

con otras. Al entrar las partículas  de fluido a capas de diferente velocidad, su momento lineal aumenta o disminuye, y el

de las partículas vecina la hacen en forma contraria.

Cuando las fuerzas de inercia del fluido en movimiento son muy bajas, la viscosidad es la fuerza dominante y el flujo es laminar.  Cuando predominan las fuerzas de inercia el flujo es turbulento. Osborne Reynolds estableció una relación que permite establecer el tipo de flujo que posee un determinado problema.

Para números de Reynolds bajos el flujo es laminar, y para valores altos el flujo es turbulento.    O. Reynolds, mediante un aparato sencillo fue el primero en demostrar  experimentalmente la existencia de estos dos tipos de flujo.

Mediante colorantes agregados al agua  en movimiento demostró  que en el flujo laminar las partículas de agua y colorante se mueven siguiendo trayectorias definidas sin mezclarse, en cambio en el flujo turbulento las partículas de tinta se mezclan rápidamente con el agua.

Experimentalmente se ha encontrado que en tubos de sección circular  cuando el número de Reynolds pasa de 2400 se inicia la turbulencia en la zona central del tubo, sin embargo este límite es muy variable   y depende de las condiciones de quietud  del conjunto .  Para números de Reynolds mayores de 4000 el flujo es turbulento.

Al descender la velocidad se encuentra que para números de Reynolds  menores de 2100 el flujo es siempre laminar, y cualquier turbulencia es   que se produzca es eliminada  por la acción de la viscosidad.

El paso de flujo laminar a turbulento es un fenómeno gradual, inicialmente se produce turbulencia en la zona central del tubo donde la velocidad es mayor, pero queda una corona de flujo laminar entre las paredes del tubo y el núcleo central turbulento.

Al aumentar la velocidad media, el espesor de la corona laminar disminuye gradualmente hasta desaparecer totalmente.  Esta última condición se consigue   a altas velocidades  cuando se obtiene turbulencia total en el flujo.

Para flujo entre placas paralelas, si se toma como dimensión característica el espaciamiento de éstas, el número de Reynolds máximo que garantiza flujo laminar es 1000.  Para canales rectangulares anchos con dimensión característica la profundidad, este límite es de 500; y para esferas con el diámetro como dimensión característica el límite es la unidad.

VISCOCIDAD.La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.

Imaginemos un bloque sólido (no fluido) sometido a una fuerza tangencial (por ejemplo: una goma de borrar sobre la que se sitúa la palma de la mano que empuja en dirección paralela a la mesa). En este caso, el material sólido opone una resistencia a la fuerza aplicada, pero se deforma (b), tanto más cuanto menor sea su rigidez.

Si imaginamos que la goma de borrar está formada por delgadas capas unas sobre otras, el resultado de la deformación es el desplazamiento relativo de unas capas respecto de las adyacentes, tal como muestra la figura (c).

Deformación de un sólido por la aplicación de una fuerza tangencial.

En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con la palma de la mano como hacíamos con la goma de borrar, las capas inferiores no se moverán o lo harán mucho más lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial, mientras que las capas superiores fluyen con facilidad. Igualmente, si revolvemos con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeños trozos de corcho, observaremos que al revolver en el centro también se mueve la periferia y al revolver en la periferia también dan vueltas los trocitos de corcho del centro; de nuevo, las capas cilíndricas de agua se mueven por efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad a medida que nos alejamos de la cuchara.

Ejemplo de la viscosidad de la leche y el agua. Líquidos con altas viscosidades no forman salpicaduras.

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Cabe señalar que la viscosidad sólo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo adopta una forma tal en la que no actúan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un líquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la única fuerza que actúa en ese momento, la gravedad, sin existir por tanto componente tangencial alguna.

CONCEPTUALIZACION

1. CUALES SON LAS RAMAS DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS2. QUE ES UN FLUIDO3. QUE ES PRESION 4. DE QUE FACTORES DEPENDE LA PRESION.5. QUE ES PRESION ATMOSFERICA6. QUE FACTORES MODIFICAN LA PRESION ATMOSFERICA7. QUE ESPRESION HIDROSTATICA8. QUE FACTORES MODIFICAN LA PRESION HIDROSTATICA.9. QUE ES EL PRINCIPIO DE PASCAL10. PARA QUE SIRVE Y POR QUE ES IMPORTANTE EL PRINCIPIO DE PASCAL11. QUE ES DENCIDAD12. QUE ES EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES13. POR QUE FLOTAN O SE HUNDEN LOS CUERPOS14. PORQ PUEDE FLOTAR UN BARCO DE HIERRO Y ACERO SI ES MAS DENSO QUE EL AGUA15. QUE ES TENSION SUPERFIAL16. QUE ES CAPILARIDAD Y PARA QUE SIRVE17. QUE ES FLUJO LAMINAR Y FLUJO TURBULENTO18. QUE ES VISCOCIDAD.

Problemas propuestos:

1. Calcular la presión que produce una puntilla sobre una tabla si el área de de la punta de la puntilla es de 4.6mm 2y se aplica verticalmente hacia abajo con una fuerza de 20N.

2. Un edificio de 5*103 toneladas descansa sobre una plataforma de concreto de 9*102 m2 de área ¿calcular la presión ejercida del edificio sobre la tierra?

3. Calcular la presión que ejerce la punta de un alfiler de 0.4mm2 de área sobre una tabla si la fuerza se aplica verticalmente hacia abajo con una magnitud de 140N

4. Un ladrillo de dimensiones 32cm por 15cm por 8cm descansa sobre una superficie calcular la presión que tejerse cada una de sus caras, sabiendo que la densidad del ladrillo es de 2gr/cm3.

5. Calcular la presión hidrostática de un punto situado a 40m por debajo de la superficie libre del agua de un lago de agua dulce.

6. Un buzo esta situado en un punto a 30m por debajo del nivel del agua de mar (1.4 gr/cm3) calcular la presión hidrostática que se experimenta en ese punto. Calcular la fuerza total debida a la presión, sabiendo que el área del buzo es de 1.5m2.

7. Un témpano de hielo de 5*105m3 flota en agua dulce ¡que parte de su volumen esta sumergida?

8. Un corcho de (0.7*103Kg/m3) de 45 cm3 de volumen esta completamente sumergido en mercurio calcular el empuje.

9. Demostrar que cuando un cuerpo flota la relación entre el volumen sumergido del cuerpo y su volumen total es igual a la densidad del cuerpo sobre a densidad del liquido.

10. Cuanto vale la tensión de una pita que esta atada a un trozo de madera bajo el agua de densidad 0.4 X 10 3

Kg/m3 y de radio 10cm:

11. Calcular el peso aparente de una esfera de hierro de 13cm de radio sumergida en agua.

12. Calcular el peso aparente de un bloque de madera de 200 cm 3 de volumen sumergido en agua.

13. Un trozo de vidrio peso real en el aire de 60N y un peso aparente en el agua de 24N ¿cual es su densidad?

14. Un lápiz que está colocado verticalmente sobre la pagina de un cuaderno se le aplica una fuerza hacia debajo de 45N. si el área de la punta es de 0.25mm2,¿Qué presión efectúa la punta sobre el papel y porque la punta del lápiz se rompe y el papel no?

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15. A 9m de profundidad la presión en el fondo de un tanque es de 4*105N/m2, ¿Cuál es la densidad del fluido?

16. Si sobre el pistón más grande de un gato hidráulico de diámetro 12mm descansa una masa de 3*104N, ¿Qué fuerza debe ejercerse sobre el pistón mas pequeño de diámetro 6mm para levantar la masa del pistón grande?

17. En un almacén se utiliza un montacargas hidráulico, el sistema tiene un pistón pequeño de de área 7*10 -2m2 y el pistón grande un área de 2.1*10-1m2, si se desea levantar una masa de 2.7*103N que descansa sobre el pistón mas grande, ¿Qué fuerza debe aplicarse sobre el pistón mas pequeño para levantar la carga?

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