hidrodinámica
La hidrodinámica es la rama de la hidráulica que estudia la dinámica de los fluidos.
Para el estudio de la hidrodinámica se pueden considerar diferentes aproximaciones, dependiendo del problema que se vaya a abordar, como por ejemplo las siguientes:
- en muchos casos, los cambios de densidad en los fluidos se pueden despreciar, por lo que se puede considerar que el fluido a estudiar es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión. Por esta misma razón, dicha aproximación no se suele utilizar para modelar gases;
- en algunos casos (en bastantes casos macroscópicos o en hidrodinámica cuántica) se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que la pérdida de energía debido a esta es mucho menor que la debida a la inercia de su movimiento;
- en muchos casos, se puede suponer que el flujo de los líquidos alcanza un régimen estable denominado régimen estacionario, en el que la velocidad del líquido en cualquier punto es independiente del tiempo.
principio de pascal
Cuando se ejerce un incremento de presión en algún punto de un líquido en equilibrio,es decir, una presión extra además de la que genera el propio fluido debido a su peso, esta presión se transmite por todo el fluido simultáneamente en todas las direcciones.
Vasos comunicantes: Son dos o más recipientes conectados entre sí que contienen un líquido;
el nivel del líquido es el mismo en todos ellos.Si en un vaso el nivel del líquido estuviera más alto, la presión debida a esa columna líquida se transmitiría a todo el líquido y provocaría que el nivel en los otros vasos ascendiera hasta igualarse con el primero.
principio de Arquímedes
Dice que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje igual al peso del volumen del fluido que desplaza.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras:
- El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
- La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimenciones
Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la presión del fluido sobre la superficie de separación es igual a p·dS , donde p solamente depende de la profundidad y dS es un elemento de superficie.
Puesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio , la resultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esto resulta la denominamos empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción de fluido, denominado centro de empuje.
De este modo, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple
Empuje=peso = r f ·gV
El peso de la porción de fluido es igual al producto de la densidad del fluido r f por la aceleración de la gravedad g y por el volumen de dicha porción V .
Se sustituye la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.
Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultado que hemos denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje.
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