estatica de fluidos


ESTATICA DE FLUIDOS
CONCEPTO: Se halla en estado de reposo y que por sencillez se considerará como una sustancia ideal. Por sustancia ideal se debe entender que este fluido es incompresible (es decir que su volumen cambia de manera insignificante o muy poco cuando está sometida a fuerzas externas) y que no es viscosa (esto es que la fuerza de fricción entre las partículas o moléculas dellíquido es insignificante o prácticamente nula). Las ecuaciones que describen las propiedades físicas de un líquido ideal en reposo están basadas en la primera y tercera ley de newton.
Por otro lado para comprender las leyes físicas que rigen cuando un líquido se halla en reposo, es necesario conocer el concepto de cantidades físicas tales como: la densidad, la presión, el volumen, la temperatura,etc.
DENSIDAD: Es la cantidad de masa (materia) por unidad de volumen que tiene una sustancia y por convención se denota por la letra griega ?. Su unidad (en el sistema internacional de unidades SI) es el kg/m3 y equivale a un kilogramo de masa que está contenida en un metro cubico de volumen. Existe una sub-unidad de la densidad el g/cm3 y técnicamente 1kg/m3 = 1000g/cm3 = 103 g/cm3 . En términosmatemáticos se escribe como:
P=
En esta ecuación M es la masa y V el volumen de la sustancia.
PRESION: Es una cantidad física que se define como la razón entre la magnitud F de la fuerza aplicada y el área A sobre la cual se distribuye esta fuerza. Se denota con la letra P y se escribe como:P = → P =
En esta ecuación la dirección de la fuerza es perpendicular al área sobre la cual se distribuye. La unidad natural de la presión es de 1N/m2.




PRESION ATMOSFERICA: La presión que ejerce el aire sobre cada área de 1m2 a nivel del mar recibe el nombre de presión atmosférica, se denota con la letra P0 y su valor es P0 - 1.013 x 102 N/m2 – 101.3KPa. Cantidad que también sedenomina una atmosfera de presión y que en forma abreviada se escribe como P0 = 1atm = 101.3KPa.
ECUACION HISDROSTATICA: Es la primera ley de la hidrostática y su enunciado es: Dentro de un líquido ideal (de densidad ?) en reposo, la razón de cambio de la presión respecto a la altura es directamente proporcional y opuesta al producto de la aceleración de la gravedad por la densidad del líquido, estoes:
= - gp
En la ecuación:
P: es la presión, expresada en pascal (N/m2).
Y: es la altura medida desde la base del recipiente que contiene al líquido.
g: es la aceleración de la gravedad g = 9.8 m/s2.
?: es la densidad del líquido, expresado en kg/m3.
Para un líquido ideal (incompresible) la densidad es constante por lo que al integraruna ecuación desde un punto Yi de gran profundidad hasta el punto Yf en la superficie del líquido donde la presión es P0, resulta:
P0 = P + pg (Yi – Yf)
Dado que para el líquido en cuestión Yi – Yf - -H donde ¨H¨ es la distancia que hay entre los dos puntos límites de integración. Por lo tanto la presión P a una profundidad H medida desde lasuperficie del líquido es:
P – P0 + pgH
Aquí P es la presión absoluta dentro del líquido a la distancia H. La presión manométrica es igual a la diferencia:
∆P – P – P0 – pgH


PRINCIPIO DE PASCAL: La presión adicional ejercida en todo fluido (liquido o gas) encerrado herméticamente setransmite por igual a todas las partes del fluido y sobre las paredes del recipiente que lo contiene. Lo que quiere decir que en dos puntos diferentes del fluido encerrado en un recipiente se cumple la siguiente expresión:
P = =
En la ecuación:
P: es la presión adicional.
F1 y F2: son las magnitudes de la fuerza en los puntos 1 y 2.
A1 y A2:...