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10/10/2009

UNEFM-250505.Mecánica de Fluidos
Prof. Ana Peña

TEMA Nº 1. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS. PROPIEDADES
Introducción a la Mecánica de Fluidos.
La mecánica de fluidos es la disciplina del amplio campo
de la mecánica aplicada que estudia el comportamiento
de líquidos y gases en reposo o en movimiento.
Los principios de mecánica de fluidos son necesarios
para explicarpor qué los aviones se fabrican en forma
aerodinámica con superficies lisas para obtener vuelos
más eficaces, en tanto que las pelotas de golf se elaboran
con superficies rugosas (con hoyuelos) a fin de
incrementar su eficacia.

espesor dy paralelas a las placas. Si se aplica una fuerza
F, a la placa superior, esta ejercerá un esfuerzo cortante
F/A, sobre la sustancia que se encuentra entrelas placas,
donde A, es el área de la placa superior, y dada la
adherencia la capa de fluido en contacto con la placa
inferior se mantiene en reposo mientras que la capa de
fluido en contacto con la placa superior se pone en
movimiento con una velocidad vo, igual a la velocidad de
dicha placa. Por lo que las capas intermedias deslizaran
unas sobre otras.

La lista de aplicaciones ypreguntas continúa de manera
indefinida, pero ya se ha captado el meollo; la mecánica
de fluidos es un tema práctico muy importante. Es
bastante probable que en el transcurso de la carrera de
ingeniería el lector deba analizar y diseñar sistemas que
requieren una comprensión aceptable de la mecánica de
fluidos.
Mecánica de Fluidos en la Ingeniería.
La mecánica de fluidos abarca la aplicación delos
principios fundamentales de la mecánica y la
termodinámica, para desarrollar un entendimiento físico
de los fenómenos existentes donde los fluidos estén
presentes. Esta rama de las ciencias de la Ingeniería
induce a los futuros ingenieros a conocer herramientas
que los llevarán a analizar fenómenos completos y
complejos en el campo del movimiento de los fluidos.

La Ley de Viscosidadde Newton afirma que, F es
directamente proporcional a A y a vo e inversamente
proporcional al espesor yo, en forma de ecuación:

F
Objetivo Terminal de la Unidad Curricular.
Al finalizar la unidad curricular, el estudiante estará en
capacidad de conocer los principios y métodos
tecnológicos en el campo del transporte de fluido y la
generación de energía que se puede lograr con losmismos tanto en reposo como en movimiento.
1. Definición de Fluido.
Específicamente, un fluido se define como una sustancia
que se deforma de manera continua cuando sobre ella
actúa un esfuerzo cortante (Fuerza por unidad de área),
se crea siempre que una fuerza tangencial actúa sobre
una superficie.
Esta definición y el esfuerzo cortante, que es la
resultante de dividir la componente defuerza tangente a
una superficie por el área de dicha superficie, nos
conducen a la denominada Ley de Viscosidad de
Newton.
Para comprender esta Ley, consideremos dos placas
paralelas, de las cuales la placa inferior se ha fijado y
entre las cuales se coloca una sustancia. Ahora
dividamos la sustancia en capas infinitesimales de

A vo
yo

Ec.1

Donde µ, es el factor de proporcionalidad ocoeficiente
de fricción interna del fluido en particular (conocido
F/A
como viscosidad del fluido), además si
tendremos:

vo
yo

Ec.2

La relación vo / yo es la velocidad angular de la línea ab
(a: punto de contacto de la placa fija con el fluido y b:
punto de contacto de la placa móvil con el fluido); esta
velocidad angular también puede escribirse como du/dy
ya que ambasrelaciones expresan el cambio de
velocidad dividido por la distancia en que dicho cambio
ocurre. Sin embargo du/dy es más general debido a que
se mantiene, es decir, es constante a lo largo de y ya que
se da una distribución lineal de velocidades (los
extremos de los vectores velocidad se encuentran en una
línea recta) para aquellas situaciones en las cuales la

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velocidad angular y...