Guia de estudio fluidos - biofisica

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FLUIDOS
BIOFISICA

GUIA DE ESTUDIO

Fluidos

[pic]

Normalmente la materia se clasifica en uno de tres estados: sólido, líquido o gaseoso. Sabemos que un sólido tiene un volumen y una forma definida, también sabemos que un líquido tiene un volumen conocido, pero no forma definida, por ultimo sabemos que un gas no confinado no tiene forma ni volumen definido. Estas descripciones nosayudan a visualizar los estados de la materia, pero son un tanto artificiales. Por ejemplo, normalmente el asfalto y los productos plásticos son sólidos, pero en periodos largos de tiempo, tienen tendencia a fluir como líquidos. Del mismo modo, casi todas las sustancias pueden ser sólidas, o liquidas o un gas (o una combinación de cualquiera de estos), dependiendo de la temperatura y presión. Engeneral, el tiempo que tarda una sustancia en particular para cambiar sus formas en respuestas a una fuerza externa, determina si tratamos la sustancia como un sólido, un líquido o gas.

Un fluido es un conjunto de moléculas que están dispuestas al azar y se mantienen juntas por medio de débiles fuerzas de cohesión, así como por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente. Líquidos y gases sonfluidos.

Primero, consideramos la mecánica de un fluido en reposo (estática de fluidos). A continuación tratamos la mecánica de fluidos en movimiento (dinámica de los fluidos.)

Fluidos

Estudiaremos algunas propiedades básicas de los sistemas asumidos continuos. Para lo cual primero los caracterizamos y a continuación definimos las CF necesarias para describirlos adecuadamente.

1.CARACTERISTICAS

• No resisten la acción de las fuerzas tangenciales o de corte. Son fácilmente deformados por estas fuerzas.
• Adoptan la forma del recipiente que los contiene. Poseen poca cohesión intermolecular.
• Son capaces de transmitir presiones. Las ondas de presión se propagan a través de ellos.
• Son relativamente compresibles.
• Poseen viscosidad. La cual influyeinversamente a su velocidad.

“Viscosidad y Densidad diferencian la fluidez de los líquidos.”

2. PRESION

Los fluidos no sostienen esfuerzos cortantes ni esfuerzos tangenciales, por lo que el único esfuerzo que puede ser ejercido sobre un cuerpo sumergido en un fluido estático es el que tiende a comprimir el cuerpo desde todos lo lados. En otras palabras, la fuerza ejercida por un fluidoestático sobre un objeto es siempre perpendicular a las superficies del objeto.

Si F es la magnitud de la fuerza sobre el embolo y A es el área superficial del embolo, entonces la presión P del fluido en el nivel al cual el aparato se haya sumergido se define como la razón F/A.

[pic]

Nótese que la presión es una cantidad escalar porque es proporcional a la magnitud de la fuerza del embolo.Si la presión varia sobre un área, podemos evaluar la fuerza infinitesimal dF sobre cualquier elemento superficial de área dA como

[pic]

Donde P es la presión en la ubicación del área dA. La presión ejercida por un fluido varia con la profundidad. Por lo tanto para calcular la fuerza total ejercida sobre una pared vertical plana de un recipiente, debemos integrar la ecuación [pic] sobre elárea superficial de la pared.

Debido a que la presión es la fuerza por unidad de área, tiene unidades de Newtons por metro cuadrado, otro nombre para la unidad de presión del SI es el pascal (Pa).

[pic]= pascal = Pa

“Es la CFE que describe la intensidad de la fuerza normal actuando por unidad de área.”
“La fuerza es un vector, y la presión es un escalar”

I. Presión Media, pmEs la fuerza normal F actuando sobre el área A.

[pic]

A

[pic] ,

Caso Ideal

F

A

F

(

A

Mejor Representación

II. Presión Puntual, p

Es la presión ejercida sobre área elemental. Se define a partir de la presión media,

[pic] ( [pic]

[pic]= pascal = Pa

3. Presión en...
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