Introducción a la Hidrodinámica

NOCIONES SOBRE HIDRODINÁMICA

INTRODUCCIÓN:
Para abordar el estudio de la Hidrodinámica, debemos repasar algunos conceptos previos.
PRESIÓN:
Es la relación entre la fuerza ejercida sobre una superficie determinada y el valor de la misma. También podemos entenderla como la distribución de la fuerza ejercida sobre la superficie sobre la cual esta ejercida. Matemáticamente:Pudiéndose expresar en varias unidades según lo muestra la siguiente tabla:



DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO:
Podemos definir la densidad de una sustancia como la relación entre una cantidad de materia determinada de esa sustancia y el lugar que esta misma cantidad ocupa (volumen). Matemáticamente:Las unidades para expresar la densidad dependerán de nuestra conveniencia, siendo muy frecuente hacerlo en g/cm3; debemos señalar que si usamos además de la ya señalada, las combinaciones Ton/m3 y Kg/dm3, el valor numérico será el mismo para las tres.
En cuanto al peso específico, se define como la relación del peso de una cierta cantidad de unasustancia y el volumen que esta cantidad ocupa, resultando su expresión matemática similar a la de la densidad:



En cuanto a las unidades, corren similares consideraciones que en el caso anterior. Si bien el SI aconseja utilizar N/m3, es muy frecuente expresarlo en g–›/cm3. También aquí, usando Ton–›/m3 ó Kg–›/dm3 se mantienen los valores numéricos.Podemos establecer una relación entre el peso específico de un cuerpo (y su densidad (), sabiendo que el peso de un material es el producto de su masa por la aceleración gravitatoria (g).

Si g y

Luego: g


PRESIÓN HIDROSTÁTICA Y PRESIÓN ABSOLUTA:
Llamamos presión hidrostática a la que ejerce un líquido en reposo sobre el fondo, las paredes ocualquier punto del recipiente que lo contiene. El líquido ejerce dicha presión en base a su propio peso, que será tanto mayor cuanta mayor resulte la profundidad considerada; otro factor a tener en cuenta es el peso específico del líquido. Por lo tanto, si sabemos que:

; y que: v = sup . h
podemos decir:


O bien,considerando que: g

Podemos expresar:

g .h
Por fin, la Presión Absoluta que se ejerce sobre un punto sumergido en una masa fluida es la presión Hidrostática en ese punto más la presión atmosférica.



TEOREMA FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA:
La presión hidrostática depende de la profundidad y del pesoespecífico del fluido; mientras se encuentren a la misma profundidad, dos puntos diferentes estarán sometidos a un mismo valor de presión. Pero si la profundidad cambia, surgirá una diferencia en el valor de la presión que soportan cada uno de ellos.
Si consideramos dos puntos A y B, sumergidos a distinta profundidad dentro de un mismo fluido, tenemos:g .hA y g .hB

Siendo PA y PB las presiones respectivas en cada punto, la diferencia entre ambos resulta:

PB – PA = g .hB + g .hA = g . (hB + hA)

Conociendo que: g ; podemos decir:



LEY DE PASCAL: La presión ejercida a un fluidoconfinado en un recipiente cerrado, se transmite con igual intensidad a todos los puntos de la masa del fluido y de las paredes del recipiente. Esta propiedad es el principio de funcionamiento de muchos dispositivos hidráulicos como los frenos del automóvil o la llamada prensa hidráulica. Como consecuencia de esta ley y conociendo el concepto de presión, obtenemos la condición de equilibrio que...