Fundamentos de hidrostatica

INTRODUCCIÓN
Mecánica de fluidos, parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.
Lamecánica de fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de los fluidos en movimiento
Una característica fundamental de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula del fluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran desiguales, lapartícula se desplazaría en la dirección de la fuerza resultante. De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie —la presión— que el fluido ejerce contra las paredes del recipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared en cada punto. Si la presión no fuera perpendicular, la fuerza tendría una componente tangencial no equilibrada y el fluido se movería a lolargo de la pared.
PRESIÓN
Fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en unbarómetro convencional.
MANÓMETROS

La mayoría de los medidores de presión, o manómetros, miden la diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local. Para pequeñas diferencias de presión se emplea un manómetro que consiste en un tubo en forma de U con un extremo conectado al recipiente que contiene el fluido y el otro extremo abierto a la atmósfera. El tubo contiene unlíquido, como agua, aceite o mercurio, y la diferencia entre los niveles del líquido en ambas ramas indica la diferencia entre la presión del recipiente y la presión atmosférica local.

Como la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Unalectura negativa del manómetro corresponde a un vacío parcial.







RESUMEN
Marco teórico

Manómetros

Los manómetros son instrumentos que utilizan columnas de líquidos para medir presiones. Describimos tres instrumentos de este tipo, que se muestran en la figura 1, a fin de ilustrar su uso.

Figura 1

En la figura 1-a vemos el manómetro de tubo en U que se emplea para medirpresiones relativamente pequeñas. En este caso la presión dentro de la tubería se puede determinar definiendo el punto 1 en el centro de la tubería y el punto 2 en la superficie de la columna de la derecha. Luego, utilizando la ecuación P+z , ץ

P1 + ץ1z= P2 +Y2 ץ

Donde el nivel de referencia desde el que se mide Y1 y Y2 se encuentra en cualquier posición deseada, digamos, en la línea que pasa através de punto 1. Puesto que P2=0 (se escoge presión manométrica; si se desea la presión absoluta, se debe escoger P2=Patm) y z2-z1=h

P1=h ץ

La figura 1-b (manómetro de tubo en U) muestra un manómetro empleado para medir presiones relativamente grandes ya que podemos escoger un valor muy grande de ץ; por ejemplo, podríamos seleccionar el valor para el diesel, de modo que ץ = agua ץ. Lapresión puede determinarse introduciendo tres puntos como se indica. Esto es necesario porque la ecuación P+z ץse aplica en todos los puntos de un fluido; ץ debe ser constante. El valor de ץ cambia bruscamente en el punto 2; por ello, escribimos

Y1-Y2= ץ 1(y2-y1)

Si sumamos estas ecuaciones y hacemos que Y3=0 (se usa la presión manométrica), obtenemos

P1= ץ1(z2-z1)+ ץ2(z3-z2)

P1=- ץ1h+...