Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Una introducción a la estética de fluidos, una rama de la física que estudia el comportamiento de líquidos y gases en equilibrio. Se abordan conceptos básicos como densidad, presión, ecuaciones hidrostáticas y principios de Arquímedes y Pascal. Se incluyen ejemplos y fórmulas para calcular el peso específico, presión del fluido y variación de presión con la profundidad.
Tipo: Traducciones
1 / 8
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Profesor: Bachiller: Jairo Maricuto Darwing Guevara C.I: 25.388. Pariaguán, Mayo 2021
La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad, y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la ecuación hidrostática, de la cual el principio de pascal y de Arquímedes pueden considerarse consecuencias. El hecho de que los gases, a diferencia de los líquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tenga algunas características diferentes. En la atmosfera se dan los fenómenos de presión y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la estática de gases. El estudio de los fluidos en equilibrio constituye el objeto de la estética de fluidos, una parte de la física que comprende la hidrostática o estudio de los líquidos en equilibrio, y la aerostática o estudio de los gases en equilibrio y en particular del aire. A continuación se detalla cada uno de los puntos correspondiente a la estética de fluido como lo son: Peso específico, Densidad de masa, Presión del fluido, Variación de la presión con la profundidad, El principio de Arquímedes y Pascal, y La medida de la presión 1.1 Peso específico: es la relación existente entre el peso del cuerpo o de una sustancia y su volumen correspondiente es decir, que el peso específico es el peso de una sustancia por unidad de volumen. su expresión de cálculo es: {\displaystyle\gamma={\frac{w}{v}={\frac{mg}{v}=
rho\g} siendo \gamma, el peso específico; w, el peso de la sustancia; v, el volumen de la sustancia; \rho , la densidad de la sustancia Y= pg Y=Peso específico. p=densidad. g=gravedad estándar. Como resolver ejercicios de peso especifico Pe=w/v, donde: Pe= Peso Específico. Fuerza es =masa . Peso = masa aceleración de gravedad. Y como Pe=W/V, sustituiremos W Ahí: Pe= (mg)/V. y como p=m/W, reagrupamos para que quede: Pe=(m/V) * g. la fórmula para calcular el peso específico será: Pe= pg:
P – P0 = p g h Dicha ecuación es básica en la estática de los fluidos y, desde el punto de vista teórico representa la variación de la `presión con la profundidad h en el interior de un fluido. Nos dice que, la presión P a una profundidad h por debajo de un punto el fluido en el que la presión es po, es mayor en una magnitud igual a p g h. Si el líquido está abierto a la presión atmosférica, entonces la presión P0 en la superficie libre del líquido es la presión atmosférica, que es igual a 1 atm o 1.013 x 105 Pa. 1.5 principios de Arquímedes y pascal: El principio de Arquímedes, afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual el peso del fluido desalojado. La explicación de dicho principio consta de 2 partes. 1- El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a: p. d S, donde p solamente depende de la profundidad y dS es elemento de superficie. Debido a que la porción del fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción del fluido. A esta resultante la denominamos empuje y su centro de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje. De este modo, para una porción de fluido en el equilibrio con el resto, se cumplen : Empuje = peso = rfgV. El peso de la porción de fluido es = al producto de la densidad del fluido rf x la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V. 2- La sustitución de dicha porción del fluido en un cuerpo solido de la misma forma y dimensiones. Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo solido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto su resultante denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje. Lo que cambia es el peso del cuerpo sólido y su punto de aplicación que es el centro de la masa, que puede o no coincidir con el centro del empuje. Ejemplos: Supongamos un cuerpo sumergido de densidad p rodeado por un fluido de densidad pf. El área de la base del cuerpo es A y su altura h. La presión debida al fluido sobre la base superior es p 1 = pfgx, y la presión debida al fluido en la base inferior es p 2 = pfg (xh). La presión sobre la superficie
G es la aceleración de la gravedad. Aplicaciones del principio de pascal. Se puede utilizar en trabajos que necesitan de un gran esfuerzo pero que al mismo tiempo deben ser realizados aplicando una fuerza pequeña, 1- Frenos hidráulicos. 2- Neumáticos que tienen los automóviles. 3- Elevadores hidráulicos. 4- Presas hidráulicas. La importancia de este principio radica en la relación que hay entre la presión y la profundidad de un fluido, o en la altura de columnas de fluidos, a partir de un valor de referencia. Es importante por su validez en el caso de fluidos compresibles que varían con la presión. Todo lo relativo a presión atmosférica, uso de barómetros, presión en las piscinas, mares, lagos, cálculos de estructuras sumergidas, como diques, submarinos, e inclusive aviones se funda en el principio de pascal. El principio de pascal permite también dar una explicación al principio de Arquímedes. 1.6 Medida de la presión: la presión (símbolo: p o P) es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el sistema internacional (SI) de unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal ( Pa), que es equivalente a una fuerza total de newton (N) actuando uniformemente sobre un área de un metro al cuadrado (m2). Los manómetros son los instrumentos utilizados para medir la presión de fluido (líquidos gases). Lo común es que ellos determinen el valor de la presión relativa, aunque pueden construirse también para medir presiones absolutas. En la vida cotidiana las mediciones de la presión, por ejemplo: De los neumáticos de los automóviles, normalmente se hace en relación a la presión del medio ambiente. En otros casos las mediciones se hacen en referencia específica: Presión absoluta. Se hace referencial su cero respecto a un vacío absoluto, por tanto es igual a la presión relativa (gauge pressure ) añadiendo la presión atmosférica.
Presión relativa (gauge pressure). En ella su cero de referencia es la presión del aire del medio ambiente, por lo tanto es igual a la presión absoluta menos la presión de la atmosfera. Los signos negativos normalmente se omiten. Para distinguir una presión negativa, el valor se y hace apéndice ambla palabra vacío (Vacuum) o el medidor puede estar etiquetado como medidor de vacío (Vacuum gauge). Presión diferencial. Es la diferencia de presión entre dos puntos. La referencia cero que se usa normalmente esta implícita en su contexto. Presión del neumático y presión de la sangre son presiones del medidor por convención, en cambio la presión atmosférica, presiones de alto vacío y presión altimétrica tienen que ser absolutas. Presión estática y presión dinámica. La presión estática es uniforme en todas las direcciones, por lo tanto las medidas de la presión son independientes de la dirección de un fluido inamovible (estático). Aun así, el flujo aplica presión adicional en las superficies perpendiculares a la dirección dl flujo. Este componente direccional depresión en un flujo en movimiento (dinámico) se llama presión dinámica. La presión total que engloba la suma de las presiones estáticas y dinámicas las puede mesurar un instrumento adecuado y la medida que hace es una presión diferencial. Algunas aplicaciones son: altímetro, barómetro, sensor (MAP), tubo de pitot. Conductividad térmica. Generalmente un gas real incrementa su densidad a medida que también los hace la presión y su capacidad para la conducción del calor también se incrementa. En estos tipos de medidores un filamento eléctrico se calienta cuando pasa la corriente eléctrica. Se puede utilizar un termopar para mesurar la temperatura del filamento.
