MECANICA DE FLUIDOS SESION 02

HIDROSTATICA

DOCENTE:

Ing. Abimael Antonio Beltrn Cruzado

Huaraz, 2015

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

1.- INTRODUCCION

La presente sesin de aprendizaje da a conocer sobre: Hidrosttica: -Introduccin

- Definicin

- Importancia

Hidrosttica el objetivo de este capitulo es estudiar el comportamiento de los fluidos incompresibles

cuando ellos se encuentran en reposo es decir considerar el caso cuando dv/dy =0

Que quiere decir que dv/dy=0 ? Que implicaciones tiene el que dv/dy=0?

b

a

b

c

d d

y

t

F

V rea

v

Qu sucede dentro de un fluido en reposo?

Solo actan dos fuerzas: la presin y la gravedad.

Estas dos fuerzas deben estar en equilibrio esttico, por lo que no existen

velocidades y aceleraciones.

Al no existir esfuerzos cortantes en una masa fluida en reposo, las fuerzas

son necesariamente perpendiculares a las superficies sobre las cuales se

ejercen.

Esas fuerzas sern iguales a la intensidad de presin, o simplemente presin,

multiplicada por el rea respectiva.

Diagrama de cuerpo libre de una partcula diminuta (infinitesimal), en forma de cua segn los

ejes x , y e z para aceleracin nula.

x

y

z

Ay

Ax

As PxAy

PyAx

PsAs

c.g

x

y

Conclusiones

La presin en un punto es igual en cualquier direccin siempre que no

existan esfuerzos cortantes

La igualdad de la presin en todos los sentidos, para un punto cualquiera dentro de

un fluido en reposo (fluido ideal), es lo que se conoce como isotropa de la

presin

Variacin de la presin con la elevacin

Variacin de la presin con la elevacin, aunque la presin en punto es la misma cualquiera sea su direccin, esto no significa que sea la misma en todos los puntos, sino que, por lo contrario, varia.

pxz

pzx

c.g

pe=xz

A B

C D

Z

X El equilibrio de fuerzas segn los ejes x y z respectivamente ser:

Conclusiones.

Solo es aplicable la ecuacin fundamental de la hidrosttica para fluidos

incompresibles, de no se compresible la ecuacin no es aplicable.

La presin de una masa de fluido en reposo es constante a lo largo de un plano

horizontal.

La variacin de la presin es directamente proporcional a la profundidad.

Principio de pascal.

Toda la presin aplicada en un fluido se transmitir en la masa del fluido conservando su magnitud

Escalas de medicin para la presin. Las presiones se miden normalmente de acuerdo con dos sistemas diferentes: Presiones absolutas, las cuales tienen su base en el cero absoluto, es decir, a partir del vaco perfecto. Presiones relativas, tambin llamadas manomtricas, que se miden a partir de un datum arbitrario tomando como cero. Es comn que ese datum sea la presin atmosfrica, la cual varia con la altitud y la temperatura.

Instrumentos para medir la presin.

Manmetros, los manmetros son aparatos que emplean columnas de liquido para determinar diferencias de presin.

Barmetro de Mercurio o Manmetro de liquido

Este dispositivo sirve para medir la presin atmosfrica loca o presin baromtrica.

Manmetros simples

(a) mide la presin de un liquido cuando este se encuentra por encima del cero manomtrico. (b) mide presiones pequeas negativas o presiones manomtricas positivas en un liquido. (c) mide presiones negativas grandes o presiones manomtricas positivas se emplea un segundo liquido de

densidad relativa mayor.

Procedimiento general para resolver problemas de manometra

1. Preferiblemente se debe comenzar en un extremo y all se escribe la Presin en dicho punto del sistema. 2. Luego se debe sumar o restar a este primer termino el cambio de presin, aplicando la ecuacin fundamental de la Hidrosttica, desde un menisco al siguiente ( +) si el siguiente menisco esta mas abajo y negativo si esta mas arriba. 3. Se continua as hasta llegar al otro extremo del manmetro o a otro menisco de llegada. 4. Finalmente, se iguala la ecuacin a la Presin en ese ultimo punto del sistema.

h=2m El fluido es agua

1. Cul es la presin a 1m y a 10m de profundidad desde la superficie del

mar?. Suponga que densidad el mar=1,03E+3 Kg/m3 como densidad del agua de mar y que la presin

atmosfrica en la superficie del mar es de 1,01X10+5Pa. Suponga adems que a este nivel de precisin la

densidad no vara con la profundidad.

2. En el tubo en U de la figura, se ha llenado la rama de la derecha con

mercurio y la de la izquierda con un lquido de densidad desconocida. Los

niveles

definitivos son los indicados en el esquema. Hallar la densidad del lquido

desconocido.