Fluidos

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CHIHUAHUA
INGENIERIA MECANICA
CUARTO SEMESTRE
FISICA II
ING. FRANCISCO RODRIGUEZ RUBIO
GEORGINA ESPINOZA GUTIERREZ
NO. DE CONTROL 09230913
24/FEBRERO/2011
CHIHUAHUA

HIDROSTATICA
1.-Definición.
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento oposición. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes la hidrostática estudia fluidos en reposo tales como gases y líquidos.(fluido inmóvil) p=f/a sabiendo que p=presión , f=fuerza y a=área.
2.-Presión Hidrostática.
La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido enreposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. Es la presión que sufren los cuerpos sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de sumergirse dentro de este. Se define por la fórmula:

3.-Ecuación de la Hidrostática.
Primera forma dela ecuación de la hidrostática

La ecuación arriba es válida para todo fluido ideal y real, con tal que sea incompresible.
(Fluido ideal es aquel fluido cuya viscosidad es nula)
Segunda forma de la ecuación de la hidrostática

La constante y2 se llama 'altura piezométrica'

Tercera forma de la ecuación de la hidrostática

Donde:
* = densidad del fluido
* = presión
* =aceleración de la gravedad
* = cota del punto considerado
* = altura piezometrica

4.-Principio de Arquímedes.
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empujehidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa siempre verticalmente hacia arriba y está aplicado en elcentro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

5.- Principio de Pascal.
En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipientede paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.[

6.-Aplicación del Principio de Arquímedes.
Un globo de goma tiene 8 g de masa cuando está vacío. Para conseguir que se eleve se infla con gasciudad. Sabiendo que la densidad del aire es de 1,29 kg/m3 y la del gas ciudad 0,53 kg/m3 determinar el volumen que, como mínimo, hade alcanzar el globo para que comience a elevarse.
Para que el globo inicie el ascenso, la fuerza del empuje ha de ser superior a la del peso:
E > P
En virtud del principio de Arquímedes:
ya que en este caso el fluido desalojado es el aire.
Por otra parte, el peso P será la suma del peso del globo más el peso del gas ciudad que corresponde al volumen V, es decir:
Por tanto:
es decir:
Elvolumen mínimo será, por tanto, de 10,5 litros.

7.- Aplicación del Principio Pascal.
El elevador hidráulico de un garaje funciona mediante una prensa hidráulica conectada a una toma de agua de la red urbana que llega a la máquina con una presión de 5 · 105 N/m2. Si el radio del émbolo es de 20 cm y el rendimiento es de un 90 %, determinar cuál es el valor en toneladas de la carga que como...