mecanica de los fluidos

1°- Presión:
La presión se define como la cantidad de fuerza que se ejerce sobre una unidad de área de una sustancia, o sobre una superficie.
Formula:
P= F/A
Los fluidos están sujetos a variaciones grandes d presión en función del sistema en el que se utilizan.
2°- Fuerza en superficies planas sumergidas:
Las fuerzas que actúan sobre superficies sumergidas son paralelas ysu resultante se aplica sobre un punto llamado centro de presión.

La presión que actúa sobre un punto cualquiera viene dada por:
P = Po +r gh
• Po: representa la presión sobre la superficie libre
• h: es la altura vertical medida desde la superficie libre

En caso que la superficie no esté vertical, h viene dada por h=ysen2, por lo que:
P = Po +p gysenƟ
Como consecuencia del aumento depresión con la profundidad, la fuerza aumenta, lo que hace que el centro de aplicación se desplace hasta un nuevo punto conocido como Centro de presión

3°- Fuerza sumergidas curvas:
La fuerza resultante de la presión sobre las superficies curvas sumergidas no puede calcularse con las ecuaciones desarrolladas para las fuerzas de la presión sobre superficies planas sumergidas, debido alas variaciones en dirección de la fuerza de la presión. Sin embargo, la fuerza resultante de la presión puede calcularse determinando sus componentes horizontales y combinándolas verticalmente.
Fx = Fbc - Fh = 0
Fz = Fv - Wabc - Fac = 0
La componente horizontal de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva cilíndrica es igual a la magnitud y desentido contrario a la resultante de las presiones que el fluido ejerce sobre la proyección de la superficie sobre un plano vertical y tiene la misma línea de acción, es decir, pasa por el centro de la presión de dicha proyección.
La componente vertical de la resultante de las presiones que un líquido ejerce sobre una superficie curva es de igual magnitud y sentido contrario al peso de la columnavertical del líquido contenido entre esta superficie y el plano piezométrico.
4°- Flotabilidad:
Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido sufre un empuje de abajo hacia arriba por una fuerza de magnitud igual al peso del fluido que desaloja.
La fuerza neta hacia arriba que resulta de esta diferencia de presiones se denomina fuerza de flotación o empuje.
De este modo cuando uncuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuje hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en newtons (en el SI). Su ecuación se representa:

Ecuación:

Grafico:


En este gráfico se puede determinar tres tiposde elementos, el agua dentro de una bolsa de espesor despreciable, un trozo de madera y una piedra, todos ellos del mismo volumen. La acción que resulta al colocar un elemento o material en cada uno de los recipiente es medir la acción de la densidad que ejerce cada uno de ellos con respecto a la de la fuerza de flotabilidad de un fluido. Una bolsa de plástico delgado llena de agua en equilibriobajo el agua (recipiente del medio). El agua que rodea a la bolsa ejerce fuerzas de presión sobre su superficie, siendo la resultante una fuerza de rotación o empuje hacia arriba (Fb) que actúa sobre la bolsa. Para una piedra del mismo volumen, la fuerza de flotación es la misma, pero el peso excede a la fuerza de flotación, y así, la piedra no está en equilibrio, (recipiente de la derecha). En elcaso de una de pieza de madera del mismo volumen, el peso es menor que la fuerza de flotación, (recipiente de la izquierda).
Estabilidad de los cuerpos sumergidos
Una aplicación valiosa del concepto de flotación es la evaluación de la estabilidad de los cuerpos sumergidos y de los flotantes sin accesorios externos
Para un cuerpo sumergido o flotante en equilibrio, el peso y la fuerza...