Apuntes Cuarto

Fluidos

Presión

Razón entre la fuerza aplicada sobre una superficie y el valor de esta. $$P = \frac{F}{S}$$ Se mide en pascales.

Pascal

Presión ejercida por la fuerza de un newton sobre la superficie de un metro cuadrado. Es una magnitud escalar. $$1 Pa = 1 \frac{N}{1m^2}$$

Fluido (líquidos y gases)

Sustancia que puede fluir, es decir, es capaz de pasar a través de canales y pequeños orificios adoptando la forma del recipiente que los contiene. En consecuencia, no tienen forma fija.

Compresibilidad

Propiedad de los gases de reducir su volumen al ser aplicada cierta presión sobre ellos. En consecuencia, no tienen volumen fijo.

Densidad

Relación existente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. $$d = \frac{m}{V}$$

Recuerda

$$d_{agua} = 1000Kg/m^3$$

Presión hidrostática

Presión que ejercen los líquidos en cualquier punto de su interior $$Peso_{líquido} = m_{líquido} g = d_{líquido} V_{líquido} g$$ $$Peso = d_{líquido} S h g$$ $$\require{cancel} p = \frac{F}{S} = \frac{d_{líquido} \cancel{S} h g}{\cancel{S}} = d_{líquido} h g$$ $$\color{green}{p = hdg}$$

Principio fundamental de la estática de fluidos

La presión hidrostática en un punto de un líquido es directamente proporcional a la densidad del líquido y a la profundidad a la que se halla el punto.

Principio de Pascal

La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones .

Sistemas hidráulicos

Elevador hidráulico

Se basa en el principio de Pascal. Consta de dos recipientes cilíndricos de diferente sección, llenos de líquido y conectados entre sí. Cada cilindro tiene un pistón móvil. $$\left \lbrace. p_1 = \frac{F_1}{S_1} \atop p_2 = \frac{F_2}{S_2} \right \rbrace \to p_1 = p_2$$ $$\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$$

Principio de Arquímedes

Todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido (líquido o gas), experimente una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado. $$E = F_2 - F_1 = p_2S - p_1S \to (h_2 - h_1)S = V_{cuerpo} (m^3) = V_{líquido\ desplazado} (m^3)$$ $$E = h_2 d_L g S - h_1 d_L g S = (h_2 - h_1) S d_L g$$ $$E = V_{cuerpo} d_{líquido} g = m_L g$$