Fluidos Denominamos fluidos a las sustancias en estado líquido o gaseoso

La diferencia de mayor importancia entre el estado líquido y gaseoso, al

momento de aplicar las leyes de la mecánica a los fluidos, es que los gases

son altamente compresibles (y expansibles), mientras que los fluidos casi no

lo son. Algunos fluidos presentan fuerzas de rozamiento internas

(viscosidad), que hacen más complicado el estudio de su movimiento. Por

ejemplo, a temperatura ambiente la miel o la glicerina tienen una alta

viscosidad, y la del agua es mínima. En nuestro estudio cuando hagamos

referencia a fluidos los suponemos incompresibles y no viscosos.

Densidad

La densidad de un cuerpo de masa m y volumen v, se

representa con la letra ρ y se calcula:

• Cada sustancia tiene su propio valor de densidad, es una propiedad

característica.

• Es una magnitud escalar por ser el cociente de dos magnitudes escalares, la

masa y el volumen.

• Su unidad en el SI es Kg/m3 pero es muy común encontrar la densidad de una

sustancia expresada en g/ml

Presión

Presión • Una característica muy importante de los fluidos, es la imposibilidad de soportar ni realizar fuerza que

no sean perpendiculares a su superficie.

• Por esta razón podemos afirmar que: sobre cualquier superficie de área A dentro de un fluido o en sus

límites, el fluido realiza fuerzas perpendiculares a dicha superficie.

• La presión P ejercida por una fuerza perpendicular a una superficie, es el cociente entre el módulo de la

fuerza F y el área A de la superficie :

P=

La unidad de presión en el SI es N/m 2 esta unidad recibe el nombre de Pascal Pa

El uso de milímetros de mercurio actualmente torr como

unidad de presión tiene su origen en el experimento de

Torricelli

• El valor promedio de la presión atmosférica a nivel del mar,

es entonces, 760 mm de Hg, es decir 760 torr.

• 1 atmosfera(atm) es la presión ejercida por una columna de

mercurio de exactamente 76 cm de altura, a °C, y bajo la

aceleración gravitación

P=h.d.g

h = 0,76 m

Densidad del mercurio=13595,0 Kg/m 3

g = 9,8 m/ s2

Es decir 1 atm = 0,76 m x 13595,0 Kg/m 3 x 9,8 m/ s2 = 101325 N/m 2

• Entonces:

760 torr = 1 atm = 1013,25 h Pa = 14,70 Psi o lb/plg2

1 atm = 101325 Pa = 1,01325 bar = 1013,25 mmbar =14,70 Psi o lb/plg2

Esfigmomanómetro o baumanómetro o tensiómetro o

manómetro son todos sinónimos.

Un aparato a presión es une quipo

sometido a presión de un fluido

líquido o gas. Esta presión puede ser

presión interior o presión exterior.

Variación de presión en un fluido en reposo

• La presión en un fluido ideal en reposo aumenta

linealmente con la profundidad. La ecuación

que relaciona estas variables recibe el nombre

de Ley Fundamental de la Hidrostática

P= Po + ρ.h.g • Po punto de referencia.

• ρ.h.g es el aumento de presión por el peso del fluido.

• Dentro de un fluido en reposo los valores de la presión van aumentando a medida que la

profundidad es mayor.

• La unión de los puntos que tienen igual presión, determinan planos paralelos y horizontales denominados ISÓBAROS.

Paradoja Hidrostática

Las presiones del agua en el fondo de cada recipiente son las mismas. Están en una misma línea horizontal ISÓBARA

Si los tres recipientes contienen el mismo fluido y se pesan en una báscula ,

¿los tres dan la misma lectura?

No depende de la cantidad de fluido que contiene cada vaso

Si el fluido ejerce la misma fuerza hacia abajo sobre el fondo de cada recipiente ¿es esa fuerza igual al peso del fluido en el recipiente?¿hay aquí una paradoja?

F = P. A = (ρ.h.g )(πr2 )

El volumen de un cilindro es V=dπr2

F=ρ.g.V = (ρV) g = mg

Ejemplo 1: En un orificio de salida de un tanque se coloca un tubo en forma de U que

contiene mercurio. El extremo superior del tubo está abierto y en contacto con

el aire. La columna de mercurio se eleva 50 cm por encima del orificio del

tanque

¿Qué presión realiza el fluido que se encuentra dentro del tanque en el punto

donde se encuentra el orificio?

Ejemplo 2:

Un gran depósito contiene dos líquidos A y B, cuyas densidades son

ρA =0,70 g/ml y ρB=1,5 g/ml. La presión atmosférica local es igual a

1atm.

Determina la presión en los puntos indicados.