240548828 Mecanica de Fluidos
Páginas: 10 (2266 palabras)
Publicado: 14 de agosto de 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
UNT
Departamento Académico de Física
Escuela de Ingeniería Ambiental
Curso: Física II - 2011-I
Luis M. Angelats Silva
langelats@yahoo.com
UNIDAD I: MECÁNICA DE FLUIDOS
Texto de referencia:
R. Serway – Jewett, Vol. I, 7ma Ed.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
INTRODUCCIÓN
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
05/05/2011
Luis Angelats Silva
FLUIDO: Un fluido es unconjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen
unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes
de un recipiente.
Los líquidos, al igual que los gases, toman la forma del
recipiente que los contiene.
DENSIDAD:
La densidad ρ de cualquier material se define como la cantidad de masa m contenida en
cada unidad de volumen V:
m
V
Unidad:
La densidad es unamagnitud física escalar, su
unidad de medida en el SI es kg/m3.
1 g/cm3 = 1000 kg/m3
“La densidad cambia con la temperatura, por lo que se dan valores bajo condiciones de
presión y temperaturas dadas. Si un fluido tiene la misma densidad en todo el volumen, se
dice que es homogéneo”.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
El Comportamiento poco común del agua:
Variación en al densidad del agua a presiónatmosférica con la temperatura.
Se observa que la máxima
densidad del agua ocurre a
4°C
Tarea: Explicar estos fenómenos: formación de hielo sobre superficie del agua.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Densidad de algunas sustancias comunes a presión atmosférica y :
a temperatura ambiente:
a otras temperaturas:
0.0899
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Ejercicio 1:
Determine la masa, y el pesodel aire contenido en el aula de clases. Suponga que el aula
tiene las siguientes dimensiones: 4.0 m x 5.0 m de piso y 3.0 m de alto. ¿cuál sería la masa
y el peso de un volumen igual de agua?
Ejercicio 2:
Una esfera sólida está constituida de cobre el cual tiene una densidad de 8.93 g/cm3. Si la
masa de la esfera es de 475 g, determine el radio de la esfera en el Sistema internacional de
unidades.Peso específico:
mg
V
Es el cociente entre el peso de la sustancia y su volumen:
g
[N/m3]
Ejercicio 3: ¿Cuál es el peso específico del plasma sanguíneo a temperatura
ambiente?. Compare este resultado con el peso específico del agua pura a la misma
temperatura..
Densidad relativa o gravedad específica:
x
r
H 2O
05/05/2011
Luis Angelats Silva
VISCOSIDAD:
El movimiento de un fluido puedeconsiderarse como el deslizamiento
de láminas o capas muy delgadas de fluido en contacto mutuo, por lo
que los líquidos reales ofrecen resistencia al rozamiento interno entre
las capas de líquido, lo que constituye la VISCOSIDAD.
¿Por qué?
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Modelo:
Láminas líquidas
en reposo
fr
F
A
Láminas líquidas
en movimiento
v1 h
2
h1
v1
h1
v2
h2
v
h
Viscosidad05/05/2011
v2
gradiente de velocidad
=
F/A
v/h
v
vS
h
(s-1)
[ ] = Pa.s
Luis Angelats Silva
La fuerza F que mueve una capa de superficie A en el caso de un flujo laminar es
proporcional al gradiente de velocidad entre ambas capas:
F = ( A)
En esta ecuación el coeficiente de fricción es la viscosidad, que determina la fuerza
necesaria para mover una capa de 1 m2 de área a una distancia de 1 mdesde una
superficie paralela con una velocidad de 1m/s, si se induce un flujo laminar de un líquido
entre esas dos superficies.
Viscosidad en (Pa.s)
T( C)
agua
aire
sangre
0
1,792 10-3
17,1 10-6
5,412 10-3
20
1,005
18,1
3,035
37
0,69
18,865
2,084
60
0,469
20,0
1,416
80
0,357
20,9
1,078
Ejercicio 4: Una capa delgada de glicerina de 1.5 mm de espesor ha sido ubicada entredos láminas porta objeto usadas en microscopía óptica de ancho 1.0 cm y largo 4.0 cm.
Encuentre la fuerza requerida para jalar una de las láminas a una velocidad constante de
0.30 m/s respecto de la otra lámina [viscosidad de la glicerina a 20°C, = 9.6 x 10-1Pa.s].
..
Luis Angelats Silva
05/05/2011
PRESION EN FLUIDOS:
Medida de la presión en un fluido
La presión es definida como la fuerza por...
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Departamento Académico de Física
Escuela de Ingeniería Ambiental
Curso: Física II - 2011-I
Luis M. Angelats Silva
langelats@yahoo.com
UNIDAD I: MECÁNICA DE FLUIDOS
Texto de referencia:
R. Serway – Jewett, Vol. I, 7ma Ed.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
INTRODUCCIÓN
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
05/05/2011
Luis Angelats Silva
FLUIDO: Un fluido es unconjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen
unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes
de un recipiente.
Los líquidos, al igual que los gases, toman la forma del
recipiente que los contiene.
DENSIDAD:
La densidad ρ de cualquier material se define como la cantidad de masa m contenida en
cada unidad de volumen V:
m
V
Unidad:
La densidad es unamagnitud física escalar, su
unidad de medida en el SI es kg/m3.
1 g/cm3 = 1000 kg/m3
“La densidad cambia con la temperatura, por lo que se dan valores bajo condiciones de
presión y temperaturas dadas. Si un fluido tiene la misma densidad en todo el volumen, se
dice que es homogéneo”.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
El Comportamiento poco común del agua:
Variación en al densidad del agua a presiónatmosférica con la temperatura.
Se observa que la máxima
densidad del agua ocurre a
4°C
Tarea: Explicar estos fenómenos: formación de hielo sobre superficie del agua.
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Densidad de algunas sustancias comunes a presión atmosférica y :
a temperatura ambiente:
a otras temperaturas:
0.0899
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Ejercicio 1:
Determine la masa, y el pesodel aire contenido en el aula de clases. Suponga que el aula
tiene las siguientes dimensiones: 4.0 m x 5.0 m de piso y 3.0 m de alto. ¿cuál sería la masa
y el peso de un volumen igual de agua?
Ejercicio 2:
Una esfera sólida está constituida de cobre el cual tiene una densidad de 8.93 g/cm3. Si la
masa de la esfera es de 475 g, determine el radio de la esfera en el Sistema internacional de
unidades.Peso específico:
mg
V
Es el cociente entre el peso de la sustancia y su volumen:
g
[N/m3]
Ejercicio 3: ¿Cuál es el peso específico del plasma sanguíneo a temperatura
ambiente?. Compare este resultado con el peso específico del agua pura a la misma
temperatura..
Densidad relativa o gravedad específica:
x
r
H 2O
05/05/2011
Luis Angelats Silva
VISCOSIDAD:
El movimiento de un fluido puedeconsiderarse como el deslizamiento
de láminas o capas muy delgadas de fluido en contacto mutuo, por lo
que los líquidos reales ofrecen resistencia al rozamiento interno entre
las capas de líquido, lo que constituye la VISCOSIDAD.
¿Por qué?
05/05/2011
Luis Angelats Silva
Modelo:
Láminas líquidas
en reposo
fr
F
A
Láminas líquidas
en movimiento
v1 h
2
h1
v1
h1
v2
h2
v
h
Viscosidad05/05/2011
v2
gradiente de velocidad
=
F/A
v/h
v
vS
h
(s-1)
[ ] = Pa.s
Luis Angelats Silva
La fuerza F que mueve una capa de superficie A en el caso de un flujo laminar es
proporcional al gradiente de velocidad entre ambas capas:
F = ( A)
En esta ecuación el coeficiente de fricción es la viscosidad, que determina la fuerza
necesaria para mover una capa de 1 m2 de área a una distancia de 1 mdesde una
superficie paralela con una velocidad de 1m/s, si se induce un flujo laminar de un líquido
entre esas dos superficies.
Viscosidad en (Pa.s)
T( C)
agua
aire
sangre
0
1,792 10-3
17,1 10-6
5,412 10-3
20
1,005
18,1
3,035
37
0,69
18,865
2,084
60
0,469
20,0
1,416
80
0,357
20,9
1,078
Ejercicio 4: Una capa delgada de glicerina de 1.5 mm de espesor ha sido ubicada entredos láminas porta objeto usadas en microscopía óptica de ancho 1.0 cm y largo 4.0 cm.
Encuentre la fuerza requerida para jalar una de las láminas a una velocidad constante de
0.30 m/s respecto de la otra lámina [viscosidad de la glicerina a 20°C, = 9.6 x 10-1Pa.s].
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05/05/2011
PRESION EN FLUIDOS:
Medida de la presión en un fluido
La presión es definida como la fuerza por...
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