Hidrostatica Teoria

1 MECANICA DE FLUIDOS-HIDROSTATICA INTRODUCCION En el presente capitulo nos abocamos al estudio de las propiedades de los fluidos (líquidos y gases) en reposo y en movimiento. Describiremos la densidad y la presión de los fluidos que nos llevan a la noción de flotabilidad. Dado que el movimiento interno de los fluidos es muy complicado, nos limitaremos a las consecuencias de la conservación de masa y energía para fluidos en movimiento 1. FLUIDOS Se denominan fluidos a aquellas sustancias entre cuyas moléculas las fuerzas de cohesión intermolecular son muy débiles o no existen, por lo cual dichas moléculas se pueden deslizar unas sobre otras y desplazarse con relativa independencia como en el caso de los líquidos o moverse a grandes velocidades generando fuerzas de repulsión entre moléculas como en el caso de los gases. A diferencia de los sólidos, los fluidos no son capaces de sostener esfuerzos cortantes de allí que no ofrecen resistencia a los cambios de forma y suelen gotear o escurrirse a través de orificios o conductos; en particular los gases se filtran por peq ueñ os por os o se dif und en en los sól ido s. Como el fluido es completamente deformable, toma la forma de su recipiente. Este ejerce una fuerza sobre él, que debe ser normal a la superficie, porque cualquier componente tangencial ejercería una fuerza cortante sobre el fluido y este respondería deformándose hasta que desapareciera la fuerza de corte. Los líquidos pre sen tan su pe rf ic ie "l ib re " (e n co nt ac to con la atmósfera) gracias a la cohesión intermolecular y el peso del líquido en tanto que los gases ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. La mecánica de los fluidos comprende la Hidrostática o estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos en reposo y la Hidrodinámica , el estudio de los líquidos en movimiento. Una parte de la hidrodinámica que estudia el aire en movimiento se llama aerodinámica. 2. FLUIDOS EN EQUILIBRIO La condición necesaria para que un fluido se encuentre en equilibrio es que sus fronteras solo experimenten fuerzas normales. Es decir un fluido en equilibrio se encuentra bajo la acción de tensiones normales únicamente. Cualquier esfuerzo cortante o tangencial producirá el deslizamiento del fluido sobre sus fronteras y éste entonces, fluirá. Fig.1. fuerzas sobre la superficie de un líquido. 3. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Debido a sus propiedades especiales los fluidos se estudian en términos de densidad, compresibilidad, presión y volumen en lugar de fuerzas y dimensiones lineales como se acostumbra en el estudio de cuerpos rígidos o par tíc ula s. Compresibilidad . Un líquido perfecto es incompresible, pero un líquido real si es compresible pero en un grado muy pequeño en comparación con los gases que si son muy compresibles. Densidad (ρ): es la masa por cada unidad de volumen de una sustancia. En S.I., se expresa en kg/m 3 . ρ = dm dV (1) La densidad es constante en todo el volumen de una sustancia incompresible, lo cual es aproximadamente cierto en los líquidos bajo ciertas condiciones restringidas. En cambio la densidad disminuye con la altura en la atmósfera que es un buen ejemplo de fluido compresible. Sin embargo en una región donde hay pequeñas

Hidrostatica Teoria

Documents

Transcript of Hidrostatica Teoria