Referencia

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FISICA II-Civil

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Kléber Janampa

MECÁNICA DE FLUIDOS
INTRODUCCIÓN
El interés creciente por la degradación del medio ambiente, genera la necesidad de comprender la dinámica
del agua en la naturaleza, facilitando el manejo y el aprovechamiento de los recursos hídricos en armonía con
el medio ambiente.
Mecánica de Fluidos, es el estudio delcomportamiento estático y dinámico de los fluidos. Las aplicaciones de
la Mecánica de Fluidos en el ámbito de las construcciones son muy variadas, por ejemplo: redes de tuberías
para el agua o el gas, embalses (de líquidos e incluso de tierras), piscinas, etc.
Fluidos
Se denominan fluidos tanto a los líquidos y gases.
La principal propiedad que distingue un fluido de un sólido es que un fluido no puedemantener un esfuerzo
de corte durante ningún intervalo de tiempo. Si se aplica un esfuerzo de corte a un fluido este se moverá por
efecto de dicho esfuerzo. En consecuencia un fluido carece de elasticidad de forma, es decir no tiene una
forma propia y se puede adaptar al recipiente que lo contiene. Un fluido no presenta fuerzas internas
tangenciales o éstas son muy pequeñas por lo que en losmovimientos relativos entre partículas del fluido no
se realizan trabajo.
Los líquidos se caracterizan por ocupar un volumen definido independiente del volumen del recipiente que lo
contiene. Un gas, por otra parte, tiende a expandirse y a ocupar todo el volumen del recipiente que lo
contiene. La compresibilidad del fluido es otra propiedad marcadamente distinta en los líquidos y en losgases. Un líquido es bastante incompresible y en la gran mayoría de las aplicaciones se puede suponer que su
densidad es constante. Lo opuesto es cierto para los gases. Estos son sustancias muy compresibles y
generalmente no se puede suponer que su densidad sea constante.
Los sólidos resisten a cambiar de volumen y forma en tanto que los líquidos resisten a cambiar de volumen
pero no de forma.
Elestudio de los fluidos pueden efectuarse desde dos puntos de vista distintos: macroscópico o microscópico.
El enfoque macroscópico adopta la mecánica de los medios continuos, que considera al fluido como un medio
continuo sin espacios vacíos, ignorando partículas materiales (átomos o moléculas) que los constituyen. Por
tanto, cuando nos referimos a partícula de fluido significa una porción defluido con dimensiones
infinitesimales comparadas con el volumen total, pero suficientemente grande a las dimensiones de una
molécula.
El enfoque microscópico del estudio de los fluidos considera que la materia está formada por átomos o
moléculas y obtiene las propiedades macroscópicas de los fluidos como promedio sobre un gran número de
estas partículas materiales.
Presentamos seguidamentealgunas de las propiedades mas relevantes de los fluidos desde un enfoque
macroscópico.

HIDROSTÁTICA
Es una parte de la Estática de fluidos que estudia el comportamiento de los líquidos en condiciones de reposo
Teoría de los fluidos en condiciones de reposo. Estudia las propiedades mecánicas de los fluidos en reposo.
Fluidos ideales:
a) No responden a tensiones tangenciales (esfuerzos decorte).
b) Son continuos.
La hipótesis de continuidad del fluido permite hablar de densidad como función de punto.
La propiedad (a) implica que sólo existen fuerzas normales entre dos parcelas de fluido.

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En la fig.1 el triángulo representa una porción del fluido en forma de cuña. Despreciando el peso, las únicas
fuerzas que actúan son debidasal resto del fluido y dado que estas fuerzas no pueden tener componentes
tangencial que produzca esfuerzo cortante, ha de ser normales a la superficie de cuña.

F

F´

F´´
Fig.1 En cada porción del fluido la resultante
de fuerzas debe ser cero

Fig. 2 En un fluido estático, en un punto dado
el esfuerzo es la misma en todas las orientaciones

De igual modo, si se tiene un líquido...