Estática de fluidos, Apuntes de Física

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FLUIDOS. Estática de Fluidos

ESTÁTICA DE FLUIDOS 1.1 INTRODUCCIÓN: CONCEPTOS PREVIOS. 1.2 ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA1.2 ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA.1.3 TENSIÓN SUPERFICIAL. ÁNGULO DECONTACTO Y CAPILARIDAD.

3. Presión: Definición y propiedades Presión: Cociente entre la componente normal(perpendicular) de la fuerza ejercida sobreuna superficie y el área de dicha superficie. FnP = S^2 Unidad (S.I.): Pascal (Pa)=N/m 2 Unidad(C.G.S.): dina/cm

FFnn F (^) F (^2) Otras unidades muy usadas: Kg/my (^2) Kg/cm“Como si el Kg fuese unidad defuerza”. Por tanto: (^22) 1 Kg/m=9.8 N/m=9.8 Pa (^22) 1 Kg/cm=9.8 N/cm Ejemplo: Una persona de 60 Kg tiene unos pies que cubren una superficie de 250 cm

2 cada uno, ¿qué presión ejerce sobre el suelo? ¿y si solo se apoya en un pie?. - Dos pies: P=F/S=(60·9.8 N)/(2·250·

-4^23 m)=12 10Pa -4^2 -Un pie: P=F/S=(60·9.8 N)/(250·10m (^3) )=24 10Pa SS

Un fluido ejerce presión en todas las direccionesLa fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre uncuerpo sumergido en cualquier punto esperpendicular a la superficie del cuerpo.

(los nadadores y buceadores sienten la presión del aguaen todas partes de su cuerpo). A una determinadaprofundidad en un fluido en reposo, la presión es lamisma en todas las direcciones. La presión es una^ magnitud escalar, y es unacaracterística del punto del fluido en equilibrio quedependerá únicamente de sus coordenadas.En la figura, se muestran las fuerzas que ejerce unfluido en equilibrio sobre las paredes del recipientey sobre un cuerpo sumergido. En todos los casos lafuerza es perpendicular a la superficie.

dygdp ρ−= Integrando esta ecuación entre los límites Ay B que se indican en la figura, tenemos pyBB dygdp ρ−=∫ ∫ pyAA^ ygygpp^ ρρ^ −=− BAA^ B^ hgppp^ ρ−=−=∆ AB yA B h A^ yB yA B h A^ yB^ hgpp^ ρ+=^0 “La presión es directamente proporcional a la profundidad en el fluido y a su densidad

Este resultado es válido para fluidos de densidad constante (fluidos incompresibles). Loslíquidos son mucho más incompresibles que los gases.

Si el punto B está en la superficie y el puntoA está a una profundidad^ h , la ecuaciónanterior se escribe comodonde p es la presión en la superficie del fluido y^ p^ la presión a la profundidad 0 ECUACIÓNFUNDAMENTAL DE LAHIDROSTÁTICA^ h. Signo -^ : Indica que la presión aumenta con laprofundidad yyAA

Por qué hace mas daño darse un golpe contra una esquina que contra la paredPor qué se está más cómodo con la cabeza sobre una almohada que sobre el sueloPor qué corta mejor un cuchillo bien afiladoPor qué las ventosas se pegan a la paredPor qué sube el refresco cuando aspiras por una pajita Por qué las burbujas del cava se agrandan según suben por la copa

EJEMPLOS

Por qué las burbujas del cava se agrandan según suben por la copa No produce el mismo efecto una misma fuerza aplicada sobre superficiesde diferente tamaño, por ejemplo te hundes más en la arena si caminasen unos zancos que si lo haces sobre los pies. Haz agujeros a diferentes alturas de una botella de plástico y llénala de agua,observa la velocidad de cada chorro y da una explicación a lo que observas