Estatica De Fluidos
Páginas: 12 (2809 palabras)
Publicado: 11 de julio de 2012
CAPITULO III
ESTÁTICA DE FLUIDOS
La figura muestra la construcción de una presa para almacenar agua, allí se observa las inmensas fuerzas de presión ejercidas por el agua
Física General II
Estática de Fluidos
Optaciano L. Vásquez García
3.1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Y DEFINICIONES La mecánica de fluidos es una ciencia que se ocupa del estudio de los fluidos en movimiento y/oen reposo y los efectos que ellos producen sobre los entornos que lo rodean los que pueden ser superficies sólidas u otros fluidos. Esta ciencia se ramifica en varias especialidades tales como aerodinámica, hidráulica, ingeniería naval, dinámica de gases y procesos de flujo. Tiene relación con la estática, cinemática y dinámica de los fluidos, ya que el movimiento de un fluido se produce debido aldesequilibrio de las fuerzas que actúan sobre él. Para dar base al análisis se aplica los principios y leyes tales como: leyes de Newton del movimiento, leyes de la termodinámica, principio de conservación de masa, principio de conservación de la energía, entre otros. En el estudio del movimiento de los fluidos, las propiedades más importantes y utilizadas son la viscosidad y la densidad. Por otrolado también es necesario observar el efecto de la tensión superficial así como las propiedades de tensión de vapor.
3.1.1 Definición de Fluido Un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente siempre que esté sometida a un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeño sea. En contraste un sólido experimenta un desplazamiento definido cuando se somete a un esfuerzocortante. La figura 3.1 muestra éste efecto, en la figura 3.1a, el bloque sólido cambia su forma hasta un determinado grado de rectangular abcd a ab’c’d cuando se le aplica una esfuerzo cortante τ. En contraste si este elemento fuera un fluido ver figura 3.1b, no existirá un Δα fijo ni aun para un esfuerzo cortante infinitesimal. En lugar de esto persiste una deformación continua siempre que seaplique esfuerzo cortante τ.
(a) Figura 3.1
(b)
(a) Sólido sometido a una fuerza cortante, (b) Fluido sometido a una fuerza cortante.
Según las formas físicas de existencia de la materia los fluidos pueden ser líquidos y gaseosos. Los fluidos líquidos tienen volumen definido pero no una forma definida por el contrario, los gases no tienen volumen ni forma definida. Los fluidos líquidos sonincompresibles debido a que presentan cambios pequeños en su densidad a pesar de estar sometidos a grandes presiones. Por otro lado los fluidos gaseosos son altamente compresibles es decir no pueden considerarse constante.
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Física General II
Estática de Fluidos
Optaciano L. Vásquez García
3.1.2 El fluido como medio continuo Se sabe que todos los fluidos están compuestos pormoléculas las que se encuentran en movimiento aleatorio, estas moléculas están muy separadas en los gases mientras que están próximas en los líquidos. La distancia entre moléculas es mucho mayor que el diámetro molecular. Debido al continuo movimiento molecular la densidad no tiene un significado preciso, pues el número de moléculas en un volumen cualquiera está cambiando continuamente. Este efectocobra importancia si el volumen unidad es mucho mayor que el cubo de espaciamiento molecular. Si la unidad de volumen es demasiado grande es probable que haya una variación en la distribución global de partículas. Esta situación se observa en figura 3.2, en donde la densidad ( m función del volumen escogido, de ella puede apreciarse que hay un volumen
V V * por
), aparece en debajo delcual las variaciones moleculares tienen importancia, análogamente por encima de variaciones microscópicas también es importante. Entonces la densidad se expresa
V *
las
Donde el volumen
V V
lim * V
m
(3.1)
V *
es igual a 10-9 mm3 para todos los fluidos.
Figura 3.2.
Variación de la densidad con el volumen escogido.
Por otro lado...
ESTÁTICA DE FLUIDOS
La figura muestra la construcción de una presa para almacenar agua, allí se observa las inmensas fuerzas de presión ejercidas por el agua
Física General II
Estática de Fluidos
Optaciano L. Vásquez García
3.1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Y DEFINICIONES La mecánica de fluidos es una ciencia que se ocupa del estudio de los fluidos en movimiento y/oen reposo y los efectos que ellos producen sobre los entornos que lo rodean los que pueden ser superficies sólidas u otros fluidos. Esta ciencia se ramifica en varias especialidades tales como aerodinámica, hidráulica, ingeniería naval, dinámica de gases y procesos de flujo. Tiene relación con la estática, cinemática y dinámica de los fluidos, ya que el movimiento de un fluido se produce debido aldesequilibrio de las fuerzas que actúan sobre él. Para dar base al análisis se aplica los principios y leyes tales como: leyes de Newton del movimiento, leyes de la termodinámica, principio de conservación de masa, principio de conservación de la energía, entre otros. En el estudio del movimiento de los fluidos, las propiedades más importantes y utilizadas son la viscosidad y la densidad. Por otrolado también es necesario observar el efecto de la tensión superficial así como las propiedades de tensión de vapor.
3.1.1 Definición de Fluido Un fluido se define como una sustancia que cambia su forma continuamente siempre que esté sometida a un esfuerzo cortante, sin importar que tan pequeño sea. En contraste un sólido experimenta un desplazamiento definido cuando se somete a un esfuerzocortante. La figura 3.1 muestra éste efecto, en la figura 3.1a, el bloque sólido cambia su forma hasta un determinado grado de rectangular abcd a ab’c’d cuando se le aplica una esfuerzo cortante τ. En contraste si este elemento fuera un fluido ver figura 3.1b, no existirá un Δα fijo ni aun para un esfuerzo cortante infinitesimal. En lugar de esto persiste una deformación continua siempre que seaplique esfuerzo cortante τ.
(a) Figura 3.1
(b)
(a) Sólido sometido a una fuerza cortante, (b) Fluido sometido a una fuerza cortante.
Según las formas físicas de existencia de la materia los fluidos pueden ser líquidos y gaseosos. Los fluidos líquidos tienen volumen definido pero no una forma definida por el contrario, los gases no tienen volumen ni forma definida. Los fluidos líquidos sonincompresibles debido a que presentan cambios pequeños en su densidad a pesar de estar sometidos a grandes presiones. Por otro lado los fluidos gaseosos son altamente compresibles es decir no pueden considerarse constante.
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Estática de Fluidos
Optaciano L. Vásquez García
3.1.2 El fluido como medio continuo Se sabe que todos los fluidos están compuestos pormoléculas las que se encuentran en movimiento aleatorio, estas moléculas están muy separadas en los gases mientras que están próximas en los líquidos. La distancia entre moléculas es mucho mayor que el diámetro molecular. Debido al continuo movimiento molecular la densidad no tiene un significado preciso, pues el número de moléculas en un volumen cualquiera está cambiando continuamente. Este efectocobra importancia si el volumen unidad es mucho mayor que el cubo de espaciamiento molecular. Si la unidad de volumen es demasiado grande es probable que haya una variación en la distribución global de partículas. Esta situación se observa en figura 3.2, en donde la densidad ( m función del volumen escogido, de ella puede apreciarse que hay un volumen
V V * por
), aparece en debajo delcual las variaciones moleculares tienen importancia, análogamente por encima de variaciones microscópicas también es importante. Entonces la densidad se expresa
V *
las
Donde el volumen
V V
lim * V
m
(3.1)
V *
es igual a 10-9 mm3 para todos los fluidos.
Figura 3.2.
Variación de la densidad con el volumen escogido.
Por otro lado...
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