Hidrostatica

2.2 Fundamentación Teórica

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 (A) de la siguiente forma: P=F/A
La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: presión
Po: Presiónsuperficial
Ρ: Densidad del fluido
G: Intensidad gravitatoria de la Tierra
Y: Altura neta
Las características de los líquidos son las siguientes:
* a) Viscosidad. Es una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.
* b) Tensión Superficial. Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido.
* c) Cohesión. Es la fuerza que mantiene unidas a lasmoléculas de una misma sustancia.
* d) Adherencia. Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.
* e) Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.

Propiedades de los fluidos.
Densidad: Es la masa contenida en una unidad de volumende una sustancia (masa por unidad de volumen). Cuando se trata de una sustancia homogénea, la expresión para su cálculo es: 

Donde
: Densidad de la sustancia, Kg/m3
m: masa de la sustancia, Kg
V: volumen de la sustancia, m3
En el caso de sustancias no homogéneas se usa las siguientes fórmulas:
Densidad en un punto:
  
Densidad promedia:
  (3)
Las unidades en las cuales se sueleexpresar la densidad son: Kg/m3, Kg/dm3, gr/cm3 y lb/pie3
La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión; al resolver cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presión a la que se encuentra el fluido.

Por lo general, se suele conocer la gravedad específica del fluido, no su densidad absoluta. La gravedad específica se define como la relación entre el peso de unasustancia y el de un volumen igual de agua en condiciones estándar (4 º C, 1 atm). La gravedad específica se conoce también como densidad relativa o peso específico relativo, se representa con la letra "s"
 (4)

Donde:
Wo: peso de un volumen igual al volumen de la sustancia de agua a 4 ºC y 1 atmósfera
: peso específico del agua a 4 º C y 1 atmósfera; = 9806,26 N/m3 = 62,244 lb/pie3
: densidaddel agua a 4 º C y 1 atmósfera; = 999,997 Kg/m3 = 62,244 lb/pie3
Es importante señalar que la gravedad específica es adimensional.
Peso específico: Peso por unidad de volumen de una sustancia.
Cuando se trata de una sustancia homogénea, la expresión para su cálculo es: ; en el caso de sustancias no homogéneas se usa las siguientes fórmulas:
Peso específico en un punto:  (5)
Peso específicopromedia:  (6)
Las unidades en las cuales se suele expresar son: N/m3, Kgf/m3, dina/cm3 y lbf/pie3
Viscosidad dinámica o absoluta o newtoniana o coeficiente de viscosidad (): Es la medida de la resistencia de un fluido a ser deformado por esfuerzos cortantes
 (7)
Donde:
: Esfuerzo cortante aplicado, N/m2
: Rapidez de deformación angular producida, Rad/s
Las unidades usuales son: N.s/m2(Pa.s), dina.s/cm2(poise), Kgm/m.s, lbf.s/pie2
Viscosidad cinemática o relativa (): Es la medida de la resistencia de un fluido a ser deformado por esfuerzos cortantes.
 (8)
Unidades usuales: m2/s, cm2/s(stoke), pie2/s
Existen muchas más propiedades físicas como: volumen específico, presión de vapor, tensión superficial y el módulo de elasticidad volumétrico las cuales se abordarán con mayorprofundidad en subproyectos ulteriores.
Presión hidrostática.
Presión en mecánica, es la 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 Newton por metro cuadrado; un Newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se...