Ejemplo de Fluidos

Fluidos en reposo (Hidrostática): Son todos aquellos cuerpos que tienen la característica de ser líquidos o gaseosos, tener la forma del recipiente que los contiene y tener viscosidad.
Presión absoluta: Es la fuerza ejercida sobre la superficie en todas direcciones.
Presión relativa: Es la fuerza aplicada sobre una superficie en una o más direcciones sin llegar a ser total.
Presión atmosférica: Es la presión ejercida sobre todos los objetos de la tierra por la capa de varios kilómetros de altura, que envuelve nuestro planeta.
Barómetro de Torricelli: Aparato que sirve para medir la presión atmosférica. Consiste en un tubo de vidrio lleno de mercurio invertido sobre una cubeta con este mismo líquido; por la parte superior se tapa el orificio y al destaparlo se observa que al nivel del mar se crea un vacío igual a 760 mm. El resultado indica que lo que sostiene a dicha columna de mercurio en el interior del tubo, es la presión atmosférica.
Manómetro de tubo en U: Es un aparato que sirve para medirla presión de un gas contenido en un recipiente, se basan en el mismo principio que los barómetros, pudiendo ser metálicos como los aneroides o hidrostáticos. La diferencia de alturas (h) indica la presión manométrica del gas contenido en el tanque.

P_m=Pa
s^m=kg/m³
h=m
g=9.81 m/s²

P_m=sgh

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:

Determinar la presión de un gas contenido en un manómetro que tiene de densidad 1.33 kg/m' y alcanza una altura de 1.5 m.

P_m=dgh
P_m=(1.33 kg/m³)(9.81 m/s²)(1.5 m)=13.04 Pa

Principio de Pascal: Al aplicar una presión exterior en un punto de un fluido (líquido o gas) confinado en un recinto, la presión en cada punto del mismo aumenta en una cantidad igual a la citada presión exterior, esto quiere decir, que la presión ejercida en un punto es igual en todas direcciones.

F= fuerza mayor
A=área mayor
f=fuerza menor
a=área menor

F/A=f/a

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:

En una prensa hidráulica existe una presión de 2.5 Pa en una área de 3 m² en el émbolo de mayor tamaño, ¿Cuál será la fuerza que existe en el émbolo de menor tamaño, si su tamaño es 3 veces menor?
Primero se determina la fuerza que existe en el primer émbolo.

P=F/A
F=PA=(2,5 Pa)(3m²)=7.5 N

Con estos valores sustituimos en la fórmula del Principio de Pascal y tenemos:

F= 7.5 N
A=3 m²
f=x
a=1 m²

f=Fa/A
f=Fa/A=(7.5 N)(1 m²)/3 m²=2.5 N

Prensa hidraúlica: Este aparato se encuentra formado por un recipiente completamente lleno de algún líquido con dos émbolos de área diferente. Si en el émbolo más pequeño se ejerce una fuerza, el liquido recibe la presión al mismo tiempo sobre el émbolo más grande debido a la fuerza que se produce.
Principio de Arquímedes: Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba (por parte del fluido) igual al peso del volumen del fluido que desaloja, en otras palabras, un cuerpo sumergido en un fluido experimenta una pérdida de peso aparente igual al peso del fluido que desaloja. La dirección del empuje (fuerza) se considera vertical con sentido hacia arriba y aplicado en el centro de gravedad del fluido desplazado.
Empuje = Peso del fluido desalojado
Fuerza de flotación o empuje: Es igual al peso del fluido desalojado por el recipiente y se calcula con la siguiente fórmula:

E=N
P_v=N/m³
V=m³
E=P_vV

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:

Determinar la presión que ejerce un barco en el agua si el empuje del mismo en una cierta área es de 123 N y el volumen es de 20 m³.

E=P_vV por lo que P_v=E/V
P_v=123 N/20 m³=6.15 N/m³

Presión hidrostática: Es la debida a la columna de un fluido de altura h y densidad de masa r (o densidad de peso D):
P= h rg= h D
Tensión superficial: Fenómeno por el cual un líquido tendrá rigidez en la capa superficial, debido a que las moléculas que se encuentran en su interior están sometidas en todas direcciones y por igual.
Capilaridad: Fenómeno que consiste en la propiedad de los líquidos de ascender o descender por tubos capilares.