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06-12-2020 120627 PM 7. Fluidos
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INGENIERIA INDUSTRIAL
FISICA
FLUIDOS
Es toda sustancia que tiene la capacidad de fluir y pueden ser CARACTERISTICAS DE LA PRESION HIDROSTATICA
líquidos o gases.
Experimentalmente se comprueba que un fluido ejerce una
- El estudio de los fluidos en reposo es estudiado por la
presión en todas direcciones.
Hidrostática En un punto del interior de
- El estudio de los fluidos en movimiento es estudiado por la un líquido (gotita), hay presiones
Hidrodinámica. iguales en todas las direcciones.
P
P P
DENSIDAD (𝝆) De lo contrario, esta gotita tendría P
P
P
P P
que estar moviéndose
La densidad, de un objeto, se define como su masa (m) por
unidad de volumen (V). Si con un alfiler pinchamos un globito de goma y lo llenamos con
m Unidades en el SI agua, veremos que sale un chorrito perpendicularmente a la
m V P pared.
V kg m3 Kg/m3
W Unidades en el SI
V W V El chorro sale perpendicularmente
Recordemos que el peso (W) es el producto entre la masa (m) y
N
la aceleración de la gravedad (g). mW = mgN/m
3 3 La presión es perpendicular a las
El peso específico será: paredes del recipiente que contiene al
líquido.
mg m g
g : densidad La presión de un líquido se incrementa con la profundidad. La
V V
presión mayor en el punto 3 permite una mayor velocidad de
PRESION (P) salida, y por consiguiente, un chorro con mayor alcance
horizontal.
Si ponemos un libro sobre la mesa, no importa como lo
coloquemos, siempre tendrá un área (A) de apoyo y debido a su 1
peso el libro ejercerá una fuerza (F) sobre esta área. La presión,
es la fuerza por unidad de área: 2
P3 > P2 > P1
Unidades en el SI
F F A P 3
P M
A N m2 pascal (Pa )
m2
A mayor profundidad, mayor presión
P = W mg h
A A
A Po
Reemplazamos la masa (m) del líquido: Po
m = V (V: volumen)
m = Ah Po Po
Luego: Po
VASOS COMUNICANTES:
VOLUMEN DEL LÍQUIDO DESALOJADO
Es una serie de recipientes de áreas y formas diferentes
interconectados, como se ve en el diagrama. A simple vista, Cuando se sumerge un objeto en un recipiente inicialmente
parecería que en el vaso más ancho debe haber mayor presión en lleno hasta el borde, el volumen de agua que derrama (desaloja)
el fondo, mientras que, en el fondo del vaso angosto, la presión es igual al volumen del objeto.
debería ser menor. Sin embargo, si los vasos son llenados con
Figura 1
agua, el nivel en cada vaso será el mismo.
Independientemente de la forma de los vasos y de las áreas, cada
vaso ejerce la misma presión en sus fondos. Figura 2
Líquido desalojado
1 2 3 4
P1 P2 P3 P4
PRINCIPIO DE PASCAL: Figura 1
Luego de algunos experimentos, Blaise Pascal llegó a la El agua llena el recipiente hasta el borde, y la piedra deberá
conclusión que: ser sumergida en el agua.
Una presión externa aplicada a un líquido Figura 2
encerrado se transmite uniformemente, con la La piedra desaloja un volumen de agua equivalente al
misma intensidad en todas las direcciones. volumen de la piedra.
que se ha practicado varios P P Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece que pesara
orificios. Agua P menos. Lo sentimos personalmente cuando nos sumergimos en
una piscina. Esta disminución del peso se debe a que el líquido
P
Empleando corchos, P
ejerce sobre el cuerpo una fuerza hacia arriba.
P P
tapamos los orificios y
llenamos la botella con 1 2
agua. Aplicando una súbita
presión (P) por el pistón, el Los líquidos transmiten la presión,
agua transmitirá esta mas no, la fuerza
direcciones, haciendo
saltar los corchos.
PRENSA HIDRAULICA:
Es una de las mejores aplicaciones de la ley de Pascal, consiste de
dos cilíndricos intercomunicados que comparten el mismo La figura 1 muestra las presiones que el líquido ejerce sobre el
líquido de trabajo. cuerpo. La figura 2 muestra la fuerza (E) hacia arriba a causa de
De acuerdo con el principio de Pascal, una presión aplicada en el esta diferencia de presiones.
líquido del cilindro izquierdo se transmitirá, con la misma Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje
intensidad, al líquido del cilindro derecho. De este modo, una (E), de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido
fuerza F1, aplicada en el pistón menor, producirá una fuerza F2 desalojado.
en el pistón mayor:
Empuje = Peso del líquido desalojado.
F F
1 A1 2
A2
E = mg (m : masa del líquido desalojado)
E (L V)g L : densidad del líquido
V: volumen desalojado o volumen
sumergido del cuerpo.
E L .g.V
La prensa multiplica la fuerza
EJERCICIOS
7. Un bloque de 140 N de peso y 2000 Kg/m3 de densidad se
1. Si el sistema se halla en equilibrio, hallar el valor de "y". sumerge completamente en agua, se pide determinar la
3 3
A= 4 000 kg/ m = ; B= 2 000 kg/ m lectura del dinamómetro. (g = 10m/s2)
(1) (2)
A) El empuje en (1) es mayor que el empuje en (2).
B) Los volúmenes de líquido desalojados son iguales.
C) Los líquidos tienen la misma densidad.
D) El líquido (2) es más denso que el líquido (1).
E) Los empujes son iguales.