Ingeniería
Prof. Mgtr. Ing. Roxana Fernández Curay de Palacios
Prof. Dr. Ing. Raúl La Madrid
Física General II
CAPITULO 1:
MECANICA DE FLUIDOS
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Una introducción a la mecánica de fluidos, abarcando conceptos fundamentales como la presión, la densidad, el volumen específico, los estados de la materia, las características de las fuerzas en los diferentes estados, la definición de fluido, las aplicaciones de la mecánica de fluidos, la presión absoluta y manométrica, las diferencias entre sólidos y fluidos en términos de esfuerzos normales y cortantes, la viscosidad, la ecuación de continuidad, la ecuación de bernoulli y sus aplicaciones como el teorema de torricelli y el medidor de venturi. El documento proporciona una sólida base teórica sobre la mecánica de fluidos, con ejemplos y explicaciones detalladas, lo que lo convierte en un recurso valioso para estudiantes universitarios y profesionales interesados en esta área de la física.
Tipo: Diapositivas
2022/2023
1 / 82
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Ingeniería Prof. Mgtr. Ing. Roxana Fernández Curay de Palacios Prof. Dr. Ing. Raúl La Madrid
Física General II
CAPITULO 1: MECANICA DE FLUIDOS
Mecánica de Fluidos
Dependencia de la Densidad con
la Temperatura
En general, un aumento de la temperatura suele producir una disminución de densidad. Excepto el agua
Densidad
Peso específico
Peso de una sustancia por unidad de volumen. Agua: 9800 N/𝑚 3
Es el inverso de la densidad: 1 𝑣𝑠 = 𝜌
- Unidades: 𝑚 3 /kg •Agua destilada a P atm y 4 °C: 10 − 3 𝑚 3 /kg
Volumen específico
Estados de la Materia
Una sustancia existe en tres estados de agregación: SOLIDO, LIQUIDO Y GAS
Características de las Fuerzas
en los Estados de la Materia
¿Qué es un Fluido?
- Porción de materia que puede moverse (desplazarse) y deformarse.
- Una sustancia en la fase líquida o gaseosa se conoce como FLUIDO.
- Sustancias con poca cohesión intermolecular que adopta la forma del recipiente que lo contiene.
¿ Qué significa que puede
deformarse?
Aplicaciones
Permite mejorar las condiciones de vida del ser humano. Ejemplo: ▪ EMBARCACIONES: Permite que se diseñen de manera que no se hundan ni se volteen, es decir sean estable. ▪ PLANTAS GENERADORES: de electricidad que generan calor. Es por ello que se usan fluidos para poder refrigerar dicha planta. ▪ ETC
Hidrostática
Presión y Profundidad
▪ El elemento de fluido está en equilibrio, así que la componente y de fuerza total, incluyendo el peso y las fuerzas en las superficies superior e inferior, debe ser cero. 𝐹𝑦 =^0 𝑝𝐴 − 𝑝 + 𝑑𝑝 𝐴 − 𝜌𝑔𝐴 𝑑𝑦 = 0 −𝑑𝑝 − 𝜌𝑔 𝑑𝑦 = 0 𝑑𝑝 𝑑𝑦 = −𝜌𝑔 ▪ Se aprecia, con el signo negativo, que la presión disminuye con un aumento de altura. 𝑝 = 𝜌𝑔ℎ
Presión y Profundidad
▪ Si p 1 y p 2 son las presiones en las alturas y 1 y y 2 , entonces: 𝒑 𝟐
𝟏
𝟐
𝟏
0
2
1 𝑝 0
▪ Suele ser útil expresar la ecuación en términos de la profundidad bajo la superficie de un fluido, tomando un nivel de referencia. 𝒑 = 𝒑 𝟎
- 𝝆𝒈𝒉