TEMA 9 ESTÁTICA DE FLUIDOS
Indice.
1. Introducción.
2. Hidrostática.
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Estática de fluidos, Resúmenes de Derecho Común
Una introducción a la mecánica de fluidos, centrándose en la hidrostática. Se explican conceptos clave como la presión, las ecuaciones fundamentales de la estática de fluidos, el teorema de la hidrostática, el teorema de pascal y el teorema de arquímedes. También se aborda el equilibrio de los cuerpos sumergidos y flotantes, así como la determinación de densidades de líquidos mediante aerómetros y densímetros. El documento proporciona una sólida base teórica sobre la estática de fluidos, lo que lo hace útil para estudiantes de física, ingeniería y otras disciplinas relacionadas.
Tipo: Resúmenes
2013/2014
1 / 25
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Indice.
1. Introducción.
2. Hidrostática.
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INTRODUCCIÓN
La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos , rama de la física a su vez, que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que los provocan.
La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida).
La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos (la otra rama es la aerodinámica) y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos.
2. Introducción.
2
La ecuación de dimensiones de la presión es en los sistemas CGS y SI
En el sistema técnico es
En el sistema cegesimal
2. Hidrostática.
Unidades:
.la equivalencia entre las unidades es:
1 Pa = 10 dyn/cm 2 = 10 barias;
1 Kp/m 2 = 9,8 Pa = 98 barias
La atmósfera física es la presión que ejerce una columna de mercurio de 0,760 m de altura.
1 atm = 101.325 Pa
2. Hidrostática.
La presión es una magnitud escalar, ya que no tiene carácter direccional y es una característica del punto considerado y dependerá de sus coordenadas, por lo tanto es una función de punto.
dF (^) x = -p dA cos α dF (^) y = -p dA cos β dF (^) z = -p dA cos γ
dF = p dA
2. Hidrostática.
Sea P un punto en el seno de un fluido y O un punto infinitamente próximo a él
Fuerza en ABC, de componentes:
La expresión de la fuerza en función de la presión es:
dF = p dA = p dA n
Siendo n el vector unitario.
p = p 1 = p 2 = p (^3)
-p dA cos α + p 1 dA 1 = 0 ; dA 1 = dA cos α
-p dA cos β + p 2 dA 2 = 0 ; dA 2 = dA cos β
-p dA cos γ + p 3 dA 3 = 0 ; dA 3 = dA cos γ
2. Hidrostática.
Las ecuaciones de equilibrio son:
p 1 dA 1 es la fuerza ejercida sobre OBC
p 2 dA 2 es la fuerza ejercida sobre OAC
p 3 dA 3 es la fuerza ejercida sobre OAB
ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS
Se considera un volumen elemental dr en el interior de un fluido en equilibrio, que tenga forma de paralelepípedo rectángulo de aristas dx, dy y dz:
dτ = dx dy dz
Siendo p= p(x, y z) la presión que ejerce sobre el punto M, la fuerza debida a la presión que ejerce sobre la cara anterior es:
y sobre la cara posterior.
la componente de las fuerzas sobre el eje X.
de la misma forma.
2. Hidrostática.
Por lo tanto la fuerza debida a la presión en todo el paralelepípedo es.
Y también se puede dejar en función de la densidad y de la masa.
Llegamos a la expresión de la ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS :
Considerando que el fluido se encuentra en un campo de fuerzas de intensidad:
2. Hidrostática.
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Si se hace dp = 0 , entonces:
En un fluido en equilibrio bajo la acción de un campo de fuerzas derivado de un potencial las superficies son también superficies equipotenciales
2. Hidrostática.
Teorema fundamental de la Hidrostática.
La diferencia de presión entre dos puntos de un líquido en reposo, bajo la acción de la gravedad es igual al peso de una columna de líquido que tiene por base la unidad de superficie y por altura la diferencia de alturas delos puntos.
Si el fluido solo está sometido a las fuerzas gravitacionales, entonces : f = - g k
2. Hidrostática.
Un mismo líquido en reposo se coloca a la misma altura en VASOS COMUNICANTES, cualquiera que sea la forma de ellos.
2. Hidrostática.
A
Fuerza ejercido por un líquido sobre un área plana..
Siendo h (^) G el centro de Gravedad.
Considerando una porción de pared de cualquier forma, la presión no es la misma para cada uno de los puntos. La presión en cada punto será
2. Hidrostática.
Teorema de Pascal
2. Hidrostática.
Teorema de Pascal
2. Hidrostática.