hidrostatica e hidrodinamica
Páginas: 14 (3437 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2013
HIDROSTATICA
La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos.
La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
El fluido genera presión sobre elfondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.
El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, ladensidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra.
El Principio Fundamental de la Hidrostática establece que si nos sumergimos en un fluido (líquido o gas), la presión ejercida por éste es proporcional a la profundidad a que nos encontremos:
P = d . g . h
Donde:
d = densidad del fluido (en kg/m3)
g = aceleración de la gravedad (m/s2)
h = distancia del punto a la superficie(m)
La hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.
La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: presión
Po: presión superficialρ: densidad del fluido
g: intensidad gravitatoria de la Tierra
y: altura neta
EJEMPLOS DE HIDROSTATICA EN LA VIDA COTIDIANA
La flotación de una embarcación.
La presión que soporta una persona sumergida en el mar.
Al llenar un globo de agua la presión ejerce sobre las paredes del globo ocasionando la ruptura del mismo.
EJERCISIOS
Ejemplos
1- Calcula la presión a unaprofundidad de 20 metros en el mar sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1,03 kg/L.
Aplicamos la expresión p = d · g · h, antes de nada debemos pasar la densidad del agua de mar a kg/m3, para
Ello utilizamos factores de conversión:
Por tanto: p = d · g · h = 1030 · 9,8 · 20 = 201880 Pa
2- Calcula la fuerza que actúa sobre una chapa cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua auna profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m3.
Calculamos la presión a esa profundidad: p = d · g · h = 1000 · 9,8 · 0,4 = 3920 Pa
y ahora despejamos la fuerza de la ecuación de definición de la presión: Þ
Debemos calcular la superficie de la chapa que como es un cuadrado será 0,1 · 0,1 = 0,01 m2
Y ya podemos calcular la fuerza sobre la chapa F = p · S = 3920 ·0,01 = 39,2 N
3- ¿ Cuál es la presión a 1 m y a 10 m de profundidad desde la superficie del mar?.
Suponga que r = 1,03 X 103 Kg/m3 como densidad del agua de mar y que la presión atmosférica en la superficie del mar es de 1,01 X 105 Pa. Suponga además que a este nivel de precisión la densidad no varía con la profundidad.
Solución: En función de la profundidad la presión es:
P = P0 + r g hpor tanto:
P = 1,01x105
Pa + (1,03x1033Km)(9,8 2ms)( h)
si h = 1 m : P = 1,11 x 105 Pa.
si h = 10 m : P = 2,02 x 105 Pa
HIDRODINAMICA
Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
En el estudio de la hidrodinámica, el teorema de Bernoulli, quetrata de la ley de la conservación de la energía, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.
La hidrodinámica investiga fundamentalmente a los fluidos incompresibles, es decir, a los líquidos, pues su densidad prácticamente no varía...
La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos.
La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
El fluido genera presión sobre elfondo, los laterales del recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.
El peso ejercido por el líquido sube a medida que se incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional al valor de la gravedad, ladensidad del líquido y la profundidad a la que se encuentra.
El Principio Fundamental de la Hidrostática establece que si nos sumergimos en un fluido (líquido o gas), la presión ejercida por éste es proporcional a la profundidad a que nos encontremos:
P = d . g . h
Donde:
d = densidad del fluido (en kg/m3)
g = aceleración de la gravedad (m/s2)
h = distancia del punto a la superficie(m)
La hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.
La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: presión
Po: presión superficialρ: densidad del fluido
g: intensidad gravitatoria de la Tierra
y: altura neta
EJEMPLOS DE HIDROSTATICA EN LA VIDA COTIDIANA
La flotación de una embarcación.
La presión que soporta una persona sumergida en el mar.
Al llenar un globo de agua la presión ejerce sobre las paredes del globo ocasionando la ruptura del mismo.
EJERCISIOS
Ejemplos
1- Calcula la presión a unaprofundidad de 20 metros en el mar sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1,03 kg/L.
Aplicamos la expresión p = d · g · h, antes de nada debemos pasar la densidad del agua de mar a kg/m3, para
Ello utilizamos factores de conversión:
Por tanto: p = d · g · h = 1030 · 9,8 · 20 = 201880 Pa
2- Calcula la fuerza que actúa sobre una chapa cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua auna profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m3.
Calculamos la presión a esa profundidad: p = d · g · h = 1000 · 9,8 · 0,4 = 3920 Pa
y ahora despejamos la fuerza de la ecuación de definición de la presión: Þ
Debemos calcular la superficie de la chapa que como es un cuadrado será 0,1 · 0,1 = 0,01 m2
Y ya podemos calcular la fuerza sobre la chapa F = p · S = 3920 ·0,01 = 39,2 N
3- ¿ Cuál es la presión a 1 m y a 10 m de profundidad desde la superficie del mar?.
Suponga que r = 1,03 X 103 Kg/m3 como densidad del agua de mar y que la presión atmosférica en la superficie del mar es de 1,01 X 105 Pa. Suponga además que a este nivel de precisión la densidad no varía con la profundidad.
Solución: En función de la profundidad la presión es:
P = P0 + r g hpor tanto:
P = 1,01x105
Pa + (1,03x1033Km)(9,8 2ms)( h)
si h = 1 m : P = 1,11 x 105 Pa.
si h = 10 m : P = 2,02 x 105 Pa
HIDRODINAMICA
Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
En el estudio de la hidrodinámica, el teorema de Bernoulli, quetrata de la ley de la conservación de la energía, es de primordial importancia, pues señala que la suma de las energías cinética, potencial y de presión de un líquido en movimiento en un punto determinado es igual a la de otro punto cualquiera.
La hidrodinámica investiga fundamentalmente a los fluidos incompresibles, es decir, a los líquidos, pues su densidad prácticamente no varía...
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