Hidrostatica

Hidrostática

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 o posición. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

Principio de Pascal

Artículo principal: Principio de Pascal

En física, elprincipio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible-líquido-, contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo». Es decir, que si se aplica presión a un líquido no comprimible en unrecipiente cerrado, ésta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica la cual funciona aplicando este principio.

Principio de Arquímedes

Artículo principal: Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total oparcialmente (depositado) en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido.
El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente.

Fluido:
Un fluido es una sustancia omedio continuo que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión tangencial sin importar la magnitud de ésta.
Características
• La posición relativa de sus moléculas puede cambiar continuamente.
• Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son mucho menos compresibles que los gases.
• Tienen viscosidad,aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los líquidos.
· La viscosidad es la resistencia que presenta un fluido a ser movido por una fuerza.
Clasificación
Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en:
• Newtonianos
• No newtonianos
O también en:
• Líquidos
• Gases
Propiedades
Las propiedades de un fluido son las quedefinen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.
Propiedades primarias
Propiedades primarias o termodinámicas:
• Presión
• Densidad
• Temperatura
• Energía interna
• Entalpía
• Entropía
• Calores específicos
• Viscosidad
Propiedades secundariasCaracterizan el comportamiento específico de los fluidos.
• Viscosidad
• Conductividad térmica
• Tensión superficial
• Compresión
Movimiento
El movimiento de los gases y los líquidos puede estudiarse en forma aproximada mediante las ecuaciones de la dinámica de fluidos bajo la hipótesis del medio continuo. Sin embargo, para que dicha hipótesis sea válida el recorrido librepromedio de las moléculas que constituyen dichos materiales debe ser mucho menor que una longitud característica del sistema físico en el que se encuentra el gas o el líquido en cuestión. De esta forma, las variables de estado del material, tales como la presión, la densidad y la velocidad podrán ser consideradas como funciones continuas del espacio y del tiempo, conduciendo naturalmente a ladescripción del material como un medio continuo.
Al dividir la longitud del recorrido libre promedio de las moléculas por la longitud característica del sistema, se obtiene un número adimensional denominado número de Knudsen. Calculando el número de Knudsen es fácil saber cuándo puede describirse el comportamiento de líquidos y gases mediante las ecuaciones de la dinámica de los fluidos. En efecto, si...