hidrodinamica

Hidrodinámica
A continuación estudiaremos algunos fenómenos interesantes que acontecen cuando los fluidos se mueven en relación a un conducto y cuando un objeto se mueve en relación a ellos. El personaje central de esta apasionante historia es Daniel Bernoulli.

Las leyes de Bernoulli
A continuación te proponemos una serie de observaciones y experimentos simples muy interesantes derealizar. Antes de hacerlos intenta predecir lo que ocurrirá y, después, intenta explicar lo que ocurre.
a) Sopla por encima de una hoja de papel dispuesto horizontalmente bajo tu boca, como se indica en la figura 81. A muchas personas les sorprenderá ver que el papel se levanta.
Una variante de este experimento consiste en soplar por el espacio que hay entre dos globos ligeramente separados, como loindica la fig. 82. Aquí también ocurre algo inesperado para la mayoría de las personas: los globos se juntan. 



b) Sopla por una pajilla doblada sobre una abertura de modo que funcione como atomizador, tal como se
ilustra en la fig. 83. Es curioso observar que el agua asciende por el tubo vertical. 



c) Afirma conun dedo una pelota de pimpón en un embudo (preferiblemente transparente, para que puedas ver lo que ocurre) y justo cuando soples fuertemente saca el dedo. Esto también produce una sorpresa: la pelotita, en vez de caer, se mantiene dentro del embudo, como muestra la fig. 84. 





d) Con un secador de pelo puedes mantener flotando en el aire una pelotita de pimpón del modoque se ilustra en la fig. 85. Lo que debe llamar tu atención es que, cuando la pelota está en equilibrio, al mover el chorro de aire de un lado a otro, la pelota sigue al chorro y continúa en equilibrio. Si inclinas un poco el chorro de aire, constatarás que tampoco cae. 



e) Si estás a la orilla de una carretera y pasapor ella un bus o camión muy grande y muy rápido, ¿qué sientes? Esta observación puede ser muy peligrosa, especialmente si vas en bicicleta, pues una fuerza te empujará hacia la carretera y puedes caer sobre ella.

f) Si acercas una pelota que cuelga de un hilo al chorro de agua que sale de una llave observarás que la pelota puede mantenerse en equilibrio en la posición que se indica en la fig.86; es decir, parece que el flujo de agua y la pelota se atraen. 



Todas estas situaciones tienen algo en común: fluidos en rápido movimiento. Todos los casos ilustrados, corresponden a diferentes aplicaciones del efecto Venturi, cuya comprensión cabal requiere conocer e interpretar el principio de Bernoulli.
Llamamos efecto Venturial fenómeno que se produce cuando un fluido se mueve rápidamente por el costado de un cuerpo, produciendo una especie de “succión” sobre el cuerpo, tal como se observa en los casos anteriores.
¿Cómo explicamos el efecto Venturi o las situaciones ilustradas?
Dichas explicaciones las encontramos en el análisis que realizaremos a continuación, haciendo uso de nuestros conocimientos matemáticos.Empecemos por preguntarnos: ¿Qué ocurre con la velocidad de un fluido que se mueve por un tubo en que cambia su sección, por ejemplo, al pasar de una cañería gruesa a otra más delgada?
 


La fig. 87 ilustra bien esta idea. Si presionamos de igual manera el pistón de dos jeringas idénticas, una sin aguja y otra con aguja, podremos apreciar que el líquido sale mucho másveloz en el segundo caso; es decir, cuando la sección del conducto es menor. En realidad la rapidez v con que se mueve el fluido es inversamente proporcional a la sección A de la cañería.
Posiblemente has notado que el agua que fluye por un río o canal se mueve también más rápido en los lugares en que este es más angosto o menos profundo. Este fue el primer descubrimiento de Bernoulli, el...