Mecanica De Fluidos

Materia: Mecánica de fluidos I
Profesor: Emilio Rivera
Facultad Nacional de Ingeniería

Capítulo 1
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28/07/07

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Introducción a la Mecánica de los fluidos
1. La ciencia de la Mecánica de los Fluidos
La mecánica de los fluidos es la ciencia que estudia el comportamiento mecánico1 de los fluidos (en reposo o
en movimiento) y su efecto sobre su entorno, tal como superficies de sólidoso interfaces con otros fluidos.

Mecánica de
fluidos
Estudia los
fluidos...
en reposo
Estática de
fluidos

en
movimiento
y...

Efectos sobre su
entorno

Dinámica
de fluidos

Fuerzas sobre
superficies
sólidas, interfaces

Breve repaso histórico del desarrollo de la ciencia de la Mecánica de los Fluidos.
(el estudiante se encargará de desarrollar este epígrafe)

1Movimiento mecánico: Cambio posicional en el tiempo y el espacio

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Capítulo 1
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28/07/07

2. Definición de Fluido
La materia fundamentalmente se presenta en dos2 estados:

Estados de la Materia

Fluido

Sólido
Forma y
volumen
definido

Incompresibles

Líquido
Volumen
definidoDeformables

Compresibles

Gas

Volumen
indefinido,
baja densidad.

Un fluido es parte de un estado de la materia la cual no tiene un volumen definido, sino que adopta la forma
del recipiente que lo contiene a diferencia de los sólidos, los cuales tienen forma y volumen definido. Los
fluidos tienen la capacidad de fluir, es decir, puede ser trasvasada de un recipiente a otro. Dentro de laclasificación de fluidos, los líquidos y gases presentan propiedades diferentes. Ambos tipos de fluidos, tienen
la propiedad de no tener forma propia y que estos fluyen al aplicarles fuerzas externas. La diferencia está en la
llamada compresibilidad. Para el caso de los gases estos pueden ser comprimidos reduciendo su volumen. Por
lo tanto:
•
•

Los gases son compresibles,
Los líquidos sonprácticamente incompresibles.

Otra característica entre los sólidos y los fluidos es que los primeros se resisten a cambiar de forma ante la
acción de los agentes externos, en cambio los fluidos prácticamente no se resisten a dichos agentes.

Definición de fluido: Fluido es una sustancia que se deforma continuamente cuando es sometida a
una tensión cortante, aunque esta sea muy pequeña.Consideremos un fluido entre dos placas paralelas, qué se sujeto a una tensión cortante debido al movimiento
de la placa superior.

2

El plasma es considerado un tercer estado de la materia, también últimamente se habla de un cuarto (quinto) estado de la materia.

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Capítulo 1
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28/07/07Condición de no deslizamiento: no existe movimiento relativo entre el fluido y el entorno, la cara del fluido
en contacto con la placa inferior es estacionario y el fluido en contacto con la placa superior en se mueve con
velocidad U.

u =U

Elemento
de fluido

deformación
angular

τ

θ
u=0

τ
t = Δt

t =0

Figura 1.1.- El fluido entre la dos placas sufre un deformación θ debido ala tensión τ.

1.3 El fluido como medio continuo
Como toda la materia, los fluidos están compuestos por un gran número de moléculas en permanente
movimiento. Esto se debe a que en la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería lo que interesa son los
efectos promedio o macroscópicos de un gran número de moléculas. Estos efectos macroscópicos son los que
corrientemente percibimos ymedimos. Es por ello que en la definición de fluido no se hace referencia a la
estructura molecular de la materia. Por esta razón se trata a un fluido como una sustancia infinitamente
indivisible, dicho de otro modo un medio continuo, sin importar el comportamiento individual de las
moléculas.
Como una consecuencia de esta idealización, se considera que cada propiedad del fluido tiene un valor...