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Ecuación de La Cantidad de Movimiento Lineal

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Ecuación de la cantidad de

movimiento lineal
Leydi Yosseline Vargas Meza
Carlos Alberto Ruiz Diaz
En la segunda ley de Newton, Ecuación (3.2)

(3.2)

la propiedad que se derivaba era la cantidad de movimiento mV. Por tanto, la


variable muda es B=mV y β=dB/dm = V, y la aplicación del teorema del
transporte de Reynolds proporciona la ecuación de cantidad de movimiento para
un volumen de control deformable:
La ecuación completa es una relación vectorial. Ambas integrales son vectores
debido al término V de los integrandos. La ecuación tiene, pues, tres
componentes. Si sólo queremos una de ellas, por ejemplo la x, la ecuación se
reduce a
(3.36)

Para un volumen de control fijo, la velocidad relativa V,= V, y la Ecuación (3 .35)


toma la forma

A (3.37)
Por analogía con el término de flujo másico de la Ecuación (3 .28)

Ṁ= (3.28)

la integral de superficie de la Ecuación (3.37) se denomina flujo de cantidad


de movimiento. Si M es la cantidad de movimiento, entonces

Ṁ= (3.38)

Si la sección se comporta como unidimensional, V y p son uniformes y el


resultado de la integración es
== (3.39)
en las salidas y - en las entradas. Así, si el volumen de control tiene
únicamente entradas y salidas unidimensionales, la Ecuación (3.37) se
reduce a

(3.40)

En términos generales, se puede decir que las fuerzas de superficie sobre


un volumen de control se deben a

(1) fuerzas que aparecen en el corte de cuerpos sólidos que penetran a


través de la superficie de control, y
(2) fuerzas debidas a presión y viscosidad en el fluido del contorno.
El cálculo de las fuerzas de presión es relativamente sencillo, como
muestra la Figura 3.6.

Figura 3.6. Cálculo de las


fuerzas de presión sustrayendo
una presión uniforme:
(a) Presión uniforme

(b) Presión no uniforme


Como estamos definiendo el vector normal unitario n hacia el exterior,
escribiremos:
(3.41)

Si la presión tiene un valor uniforme sobre toda la superficie, como en la


Figura 3.6a, la resultante es nula:

(3.42)
Un problema aparentemente complicado en cuanto a fuerzas de
presión, se puede simplificar restando una presión uniforme adecuada
y trabajando después con la presión manométrica resultante, como
indica la Figura 3.6b. Así, la Ecuación (3.41) es equivalente a:

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