1. FLUIDOS CURSO DE FÍSICA II

4. Densidad La densidad media ,  , se define como: La relación entre la densidad de cualquier líquido y la densidad del agua se llama gravedad específica . Fluido Densidad (kg/m 3 ) Núcleo del Sol 1.6 x 10 5 Mercurio líquido 13.6 x 10 3 Núcleo de la Tierra 9.5 x 10 3 Glicerina 1.26 x 10 3 Agua 1.00 x 10 3 Un buen aceite de oliva 0.92 x 10 3 Alcohol etílico 0.79 x 10 3 Aire a nivel del mar 1.29

5. Presión La presión se define como la fuerza por unidad de área, que actúa perpendicularmente a una superficie: Bajo la influencia de la gravedad, la presión varía como función de la profundidad . Suponga una pequeña área  A en un punto r , y calculemos el límite cuando  A  0. Representamos con  F la fuerza perpendicular a esta área, tenemos  F  A r

6. Variación de la presión en un fluido en reposo Un cilindro delgado imaginario de fluido se aísla para indicar las fuerzas que actúan sobre él, manteniéndolo en equilibrio F hacia arriba = ( p +  p ) A F hacia abajo = pA + (  m ) g = pA +  ( A  y ) g

8. Flotabilidad y principio de Arquímedes F neta = F hacia abajo  F hacia arriba =  ghA   w gyA

9. Podemos interpretar la diferencia entre el peso del bloque y la fuerza neta como la fuerza de flotación hacia arriba: F flot = F g – F neta Cuando el bloque está parcialmente sumergido, se tiene: F flot =  w gyA Cuando el bloque está totalmente sumergido, se tiene: F flot =  w ghA =  w gV El principio de Arquímedes establece que: La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es igual al peso del líquido desplazado.

10. Aplicación de la ley de Pascal La presión atmisférica equilibra la presión de la columna de mercurio. Entonces: P 0 =  Hg gh Al nivel del mar y a 0 o C h = 0.760 m, entonces P 0 = 1.013 x 10 5 Pa

11. Fluidos en movimiento Nos concentraremos en el flujo estable , es decir, en el movimiento de fluido para el cual v y p no dependen del tiempo . La presión y la velocidad pueden variar de un punto a otro, pero supondremos que todos los cambios son uniformes. Un gráfico de velocidades se llama diagrama de línea de flujo . Como el de la siguiente figura.

13. La ecuación de continuidad Considere el siguiente tubo de flujo . De acuerdo a la conservación de la masa, se tiene:  1 v 1 A 1 =  2 v 2 A 2 Si nos restringimos a fluidos incomprensibles, entonces  1 =  2 y se deduce que v 1 A 1 =  v 2 A 2 El producto (velocidad perpendicular a un área) x (área) es el flujo ,  .

14. Ecuación de Bernoulli Dado que W neto =  K +  U , se puede llegar a En otras palabras:

15. La ecuación de Bernoulli establece que la suma de la presión, ( p ), la energía cinética por unidad de volumen (1/2  v 2 ) y la energía potencial gravitacional por unidad de volumen (  gy ) tiene el mismo valor en todos los puntos a lo largo de una línes de corriente.

16. El tubo de Venturi

17. Ley de Torricelli