Dinámica de fluidos

Física. Principio de Arquímides. Presión. Medición. Prensa hidráulica

  • Enviado por: Rodik
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Física 2

¿Que es presión? Es la eficiencia de una cierta fuerza a menudo depende del área sobre que actúa. La formula para esta misma es la fuerza normal por la unidad del área se le llama presión. Simbólicamente la presión p esta dada por:

P=_f_

A significa área donde se aplica la fuerza perpendicular f las unidades de medida pueden ser newton, por metro cuadrado y libras por pulgada cuadrada y se aria de la sig. manera n/m2 Y ha esto se le llama pascal (pa)

1 pascal (pa)= 1 newton por metro cuadrado (N/m2)

Presión del fluido : puesto que el solido es un cuerpo rígido puede soportar que se le aplique una fuerza sin que cambie su forma

Por otro parte un liquido puede soportar una fuerza únicamente en una superficie podemos escribir el peso de cada columna como:

W=dv= dah

La letra d es el peso especifico del fluido: la presión (peso por unidad del área) a la profundidad h esta dada por

P= w ENTRA A= DH

O bien en los términos de densidad:

P= dh=pgh

La presión del fluido en cualquier punto es directamente proporcional a la densidad del fluido y a la profundidad bajo la superficie bajo la superficie del fluido

Cual es la estrategia para resolver los problemas

  • Las fuerzas ejercidas por un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contienen son siempre perpendiculares a dichas paredes

  • La presión del fluido es directamente proporcional a la profundidad del fluido y a su densidad

  • A cualquier profundidad la presión del fluido es la misma en todas direcciones

  • La presión del fluido es independiente de la forma o del área del recipiente que lo contiene

  • Medición de la presión

    Presión que se estudio que estudio en la sección previa se debe únicamente al propio fluido y puede calcularse a partir de la ecuación en esto hay que anunciar que el primero en anunciar esto fue el matemático francés Blass pascal y se le conoce como la ley de pascal

    Una presión externa aplicada a un fluido confinado se transmite uniformemente atreves del volumen liquido

    La mayoría de los dispositivos que permite medir la presion directamente miden en realidad la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica

    El resultado obtenido se conoce la presion manométrica

    Presión absoluta= presión manométrica +presión atmosférica

    La presión atmosférica al nivel del mar es del 101.3 kpa o 14.7ib/in2

    Recuerde que la presión absoluta es la suma de la presión manométrica y la presión atmosférica

    La prensa hidráulica

    La mas frecuente de la ley de pascal es la prensa hidráulica descuerdo con el principio de pascal una presión aplicada al liquido en la columna de izquierda se transmitirá íntegramente al liquido de la columna de la derecha

    Por lo tanto si la fuerza aplicado es f actúa sobre un embolo a de modo de que

    Presión de entrada = presión de salida

    La ventaja mecánica ideal de tal dispositiva es igual a la reacción de la fuerza de la salida con respeto a la fuerza de ala entrada

    Una pequeña fuerza de entrada puede ser multiplicada para producir una fuerza de salida mucho mayor utilizando simplemente en embolo de salida con un área mucho mayor que la del embolo de entrada

    Desacuerdo con los émbolos desarrollado para las maquinas simples el trabajo de entrada debe ser igual al trabajo de salida si despreciamos la fricción

    Principio de Arquímedes

    Cualquier persona familiarizada con la natación y otros deportes han observado que los objetos parecer perder peso cuando lo sumergen en el agua

    El principio de Arquímedes dice así:

    Un objeto se encuentra parcial o totalmente sumergido en un fluido experimental una fuerza ascendente igual al peso del fluido despojado

    Este se puede demostrar estudiando las fuerzas que ejerce el fluido sobre un cuerpo suspendido en el donde p es a densidad de la masa del fluido y la g es la aceleración debida a la gravedad por supuesto si deseamos representar la presión absoluta dentro del fluido tenemos que sumar también la presión externa ejercida por la atmosfera

    La presión total hacia abajo p ejercida sobre la parte superior del disco según dicho:

    P1= Pa+pgh (hacia abajo)

    Donde h2 es la profundidad medida en la parte inferior del disco puesto que h2 es mayor que h2 la presión registrada en la parte inferior del disco es mayor que la presión en su parte superior lo cual de por resultado una fuerza neta hacia arriba

    Dicho esto:

    F1=p1A f2=p2A

    La fuerza neta hacia arriba ejercida por el fluido sobre el disco se llama empuje estadada por:

    Fb=F2-F1=A(P2-P1)

    =A(pa+pgh2-pa-pgh1)

    =Apg(h2-h1)=ApgH

    Donde H=h2-h1 es la altura del disco

    Finalmente si recordamos que el volumen del disco es V = AH obtenemos este importante resultado:

    Fb=pgV=mg

    Empuje =peso del fluido desalojado

    Aplicar este resultado debemos recordar que la ecuación nos permite calcular únicamente el empuje ocasionado.

    por uvm 401