Hidrodinámica


Trabajo Práctico N° 1: Hidrodinámica














2014



Cuestionario:

1. ¿Qué estudia la Hidrodinámica?


2. ¿Qué características debe tener un fluido para ser considerado ideal?


3. Defina brevemente los siguientes conceptos:
a. Caudal
b. Densidad
c. Masa
d. Volumen


4. ¿Qué enuncia el principio de continuidad? Realice la demostración para obtener laecuación formal.


5. ¿Qué enuncia el principio de Bernoulli?


6. Explique con sus palabras el principio de sustentación.


7. Realice un esquema en el que se muestren las diferentes líneas de corriente que interactúan sobre una pelota que gira y se traslada para explicar por qué se mueve hacia un lado.


8. ¿A qué se conoce como tensión superficial y capilaridad?



Cuestionarioresuelto:
1. La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos. Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:
Que el fluido es un líquido incomprensible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.
Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se suponeque un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.
Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable o estacionario, es decir, que la velocidad de un líquido en un punto es independiente del tiempo.
La hidrodinámica tiene numerosas aplicaciones industriales, como el diseño de canales, construcción de puertos y presas,fabricaciones de barcos, turbinas, etc.
Daniel Bernoulli fue uno de los primeros matemáticos que realizó estudios de hidrodinámica.

2. El movimiento de un fluido ideal es muy complejo. Para simplificar su descripción consideraremos el comportamiento de un fluido ideal cuyas características son las siguientes:
Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluidoFlujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo
Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo.
El flujo no presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto.

3.
a. Caudal: cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico ovolumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
El caudal de un río puede calcularse a través de la siguiente fórmula:
donde Q es el caudal; A es el área y ṽ es la velocidad lineal promedio.

b. Densidad: magnitud escalar referida a la cantidad de masa en undeterminado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes y estén centrados alrededor de un punto, siendo la masa contenida en cadauno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto más común a todos esos volúmenes.


c. Masa: es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medirla masa en el sistema Internacional de Unidades es el Kilogramo (Kg).
No debe confundirsecon el peso que es una magnitud vectorial que representa una fuerza.

d. Volumen: magnitud escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, el ancho y la altura Desde un punto de vista físico los cuerpos materiales ocupan un volumen por el hecho de ser extensos, fenómeno que se...