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DINÁMICA DE FLUIDOS
Presión hidrostática
• Principio de Pascal
• Principio de Arquímedes
• Ecuación de continuidad
• Teorema de Bernoulli
• Aplicaciones
•
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
La presión hidrostática es la presión que ejerce
el peso de un fluido en reposo. Se trata de la
presión que experimenta un cuerpo por el solo
hecho de sumergirse en un líquido.
El fluido ejerce una presión sobre el fondo y las
paredes del recipiente y sobre la superficie del
objeto sumergido en él. El peso que ejerce el
líquido aumenta a medida que se incrementa la
profundidad.
La
presión
hidrostática
es
directamente proporcional al valor de la
gravedad, la densidad del líquido y la profundidad
a la que se encuentra.
p = d x g x h.
PRINCIPIO DE PASCAL
La presión aplicada a un fluido confinado
se transmite con la misma magnitud a
todos los puntos del fluido y a las
paredes del recipiente que lo contiene
http://www.youtube.com/watch?v=iD37eSO4Krc
PRINCIPIO DE PASCAL
Las secciones de los émbolos de una prensa
hidráulica son círculos de radios 5 y 50 cm
respectivamente. Aplicando una fuerza de 10 N
al émbolo menor, ¿qué fuerza aparecerá en el
mayor? Determina el descenso del émbolo
menor para que el mayor ascienda 2 cm.
Solución:
Datos: R1 = 5 cm; R2 = 50 cm; F = 10 N; f = ?
Aplicando el principio de Pascal:
Ahora se necesita saber la superficie de cada
uno de los émbolos.
PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES
Al sumergir total o parcialmente un cuerpo en
un fluido este experimenta una fuerza adicional
vertical dirigida de abajo hacia arriba llamada
empuje y de magnitud igual al peso del fluido
desplazado.
La fuerza ejercida por un fluido sobre un cuerpo
sumergido en él, recibe el nombre de empuje y
depende de la densidad del fluido y el volumen
del cuerpo
E  mg  o
E  mg  dfVg
Ejemplo N° 1:
1) Una esfera de hierro de 3 cm de radio se deja caer en
un estanque lleno de agua de 120 cm de profundidad.
Calcular:
a) Peso de la esfera
b) Empuje
c) Fuerza resultante
d) Aceleración de la esfera
e) Tiempo que tarda en llegar al fondo
Ejemplo N° 2:
Un bloque de madera de
densidad
0,6
g/cm3
y
dimensiones 80 cm por 10 cm
por 5 cm flota en agua.
Calcular
la
fracción
de
volumen
que
permanece
sumergido.
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
A2
A1
A1
V1  V2
A1v1  A2v2
Significa que cuando por un tubo se mueve un fluido la
velocidad de éste es mayor cuando el tubo es más
estrecho y es menor cuando el tubo es más ancho
TEOREMA DE BERNOULLI
W  w1  w2  P1 A1L1  P2 A2 L2  ( P1  P2 )V
2
 mv2 2
mv1
W  Ec  Ep 2 
 2  2


  mgh2  mgh1 

2

P1 v1
P2 v2

 h1 

 h2
g 22g
g 22g
P1 v1
P2 v2
  h1    h2
dg 2 g
dg 2 g
El teorema de Bernoulli se conoce como
la ley de conservación de la energía en
un fluido en movimiento
APLICACIONES
1.
2.
La jeringa
Tubería de agua
Teorema de Torricelli
La velocidad de salida de un fluido por un orificio, es la
misma que adquiriría un cuerpo que cayese libremente,
partiendo del reposo, desde una altura h
v  2 gh