Estatica de fluidos

ESTATICA DE FLUIDOS
En esta parte del texto vamos a estudiar las leyes físicas más generales que describen a un fluido líquido que se halla en estado de reposo y que por sencillez se considerará como una sustancia ideal. Por sustancia ideal se debe entender que este fluido es incompresible (es decir que su volumen cambia de manera insignificante o muy poco cuando está sometida a fuerzasexternas) y que es no viscosa (esto es que la fuerza de fricción entre las partículas o moléculas del líquido es insignificante o prácticamente nula). Las ecuaciones que describen las propiedades físicas de un líquido ideal en reposo están basadas en la primera y tercera ley de Newton. Por otro lado para comprender las leyes físicas que rigen cuando un líquido se halla en reposo, es necesario conocer elconcepto de cantidades físicas tales como: la densidad, la presión, el volumen, la temperatura, etc.

PRESION ABSOLUTA Y MANOMETRICA

Al hacer cálculos que involucren la presión de un fluido, se deben efectuar en relación con alguna presión de referencia. Es normal que la atmosfera sea la presión de referencia. Así, la presión que arroja la medición del fluido se llama presión manométrica. Lapresión que se mide en relación con un vacío perfecto se denomina presión absoluta. Tiene importancia extrema que se conozca la diferencia entre estas dos maneras de medir la presión, para poder convertir una en la otra.
Una ecuación sencilla que relaciona los dos sistemas de medición de la presión es:


Pabs = Pman + Palm
Donde:

Pabs = Presión absoluta
Pman = Presión manométrica
Paim =Presión atmosférica

Los conceptos básicos siguientes ayudaran a entender la ecuación:
1. Un vacío perfecto es la presión más baja posible. Por tanto, una presión absoluta siempre será positiva.
2. Una presión manométrica superior a la presión atmosférica siempre es positiva.
3. Una presión manométrica inferior a la presión atmosférica es negativa y en ocasiones se le llama vacío.
4. Unapresión manométrica se expresara en las unidades de Pa(man) o psig.
5. La presión absoluta ha de expresarse en las unidades de Pa(abs) o psia.
6. La magnitud de la presión atmosférica varía con la ubicación y condiciones climáticas. La presión barométrica, como la que se emite en los reportes del clima, es un indicador de la variación continua de la presión atmosférica.
7. El rango de variaciónnormal de la presión atmosférica cerca de la superficie de la Tierra es de 95 kPa(abs) a 105 kPa(abs) aproximadamente, o bien de 13.8 psia a 15.3 psia. Al nivel del mar, la presión atmosférica estándar es de 101.3 kPa(abs) o 14.69 psia. A menos que se de la presión atmosférica prevaleciente, en este libro se supondrá que es de 101 kPa(abs) o 14.7 psia.


Equilibrio Relativo:
Un fluido contenidoen un cuerpo rígido que esta en movimiento se mantiene en equilibrio relativo en la aceleración, para este tipo de situaciones los líquidos toman una nueva forma en su superficie libre, ya sea inclinándose con respecto a la horizontal (caso de los cuerpos con trayectorias rectilíneas y movimiento uniformemente acelerado) o parábolas (caso de fluidos en rotación). Al igual que su nueva forma deacomodarse, todas las capas paralelas a la superficie libre mantienen el mismo valor de presión y la fórmula que determina su valor está dada por la expresión general

Cuando esta expresión es llevada a casos particulares, muestra el valor de la presión en función de sus nuevas variables, un enlace de cierto interés para estos casos es:
Equilibrio Relativo.

FUERZA SOBRE SUPERFICIE PLANASUMERGIDA:

El procedimiento que se estudiara en esta sección se aplica a problemas que tienen que ver con áreas planas, verticales o inclinadas, sumergidas por completo en el fluido. El procedimiento nos permitirá calcular la magnitud de la fuerza resultante sobre el área, y la ubicación del centro de presión en el que es válido suponer que actúa.










Vemos un tanque que tiene una...