12 Fluidos en Reposo
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FLUIDOS EN REPOSO
La hidrosttica tiene por objeto estudiar a
los lquidos en reposo. Generalmente, sus
principios tambin se aplican a los gases. El
trmino fluido se aplica a lquidos y gases
porque ambos tienen propiedades comunes.
No obstante, conviene recordar que un gas
puede comprimirse con facilidad, mientras
que
un
lquido
es
prcticamente
incompresible.
La unidad de Viscosidad en el SI es el
Poiseville.
1 poiseville = 1Ns/m2 = 1Kg/ms
En el CGS es el Poise, equivale a la decima
parte del poiseville.
1 poise = 1 dina s/cm2 = 1g /cms
1 centipoise =1x 10-2 poise
VALORES DE LA VISCOSIDAD DE
ALGUNAS SUSTANCIAS
Agua
Mercurio
Kg
Kp
m3
m3
SI
N
m3
gr
cm 3
lb
pie 3
Kp Kgf
Sabemos
que:
Como
:
W
W
m
g
gV
Kg * s 2
Entonces:
g
m4
s
s
r
H 2O H 2O
adimensional
Donde:
P = presin N/m2 = pascal
F = fuerza perpendicular a la superficie en N
A = rea o superficie sobre la que acta la
fuerza en m2.
P h
P gh
Donde:
Ph = presin hidrosttica en N/m2
= densidad del lquido en Kg/m3
Pe = peso especifico del lquido en N/m3
g= aceleracin de la gravedad = 9,8 m/s2
h = altura de la superficie libre al punto en
m
Ph = h = gh
Ph = 1000Kg/m3 x 9,8m/s2x
0,5m
Ph = 4900N/m2
Ph = h = gh
Ph = 1000Kg/m3 x 9,8m/s2x
0,5m
Ph = h = gh
h= 0,3 m
Ph = 1000Kg/m3 x 9,8m/s2x
0,3m
Ph = 2940N/m2
Paradoja hidrosttica
La llamada paradoja hidrosttica de Steven
seala lo siguiente: la presin ejercida por
un lquido en cualquier punto de un
recipiente, no depende de la forma de este ni
de la cantidad de lquido contenido, sino
nicamente del peso especifico y de la altura
que hay del punto considerado a la superficie
libre del lquido
Presin Atmosfrica
La tierra est rodeada por una capa de aire
llamada atmosfera, la cual por su peso ejerce
una presin sobre todos los cuerpos que estn
en contacto con ella, llamada presin
atmosfrica. Dicha presin vara con la altura,
porque al nivel del mar tiene su mximo
valor, o presin normal, equivalente a:
1 atmosfera = 760 mm de Hg = 1,013 x 105
N/m2
Es comn expresar las presiones en
milmetros de mercurio, por tanto, resulta
conveniente
recordar
la
siguiente
equivalencia:
Presin Manomtrica
Cuando un liquido est encerrado en un
recipiente, adems de la presin atmosfrica
recibe otra presin llamada manomtrica que
puede ser causada por el calentamiento del
recipiente, la presin absoluta ser la suma
de
estas
dos
presiones.
La
presin
manomtrica se mide con dispositivos
llamados
manmetros.
La
presin
manomtrica es igual a la presin absoluta
menos la presin atmosferica.n
Principio de Pascal
El principio de Pascal establece que: toda
presin que se ejerce sobre un lquido
encerrado en un recipiente se transmite con la
misma intensidad a todos los puntos del
lquido y a las paredes del recipiente que lo
contiene. La presin hidrulica que se utiliza
para levantar cuerpos pesados, comprimir
algodn o tabaco, extraer aceites y jugos de
semillas o frutas, son aplicaciones del principio
de Pascal. En una prensa hidrulica una fuerza
pequea que acta sobre el mbolo menor
produce una gran fuerza sobre el mbolo
mayor. Su expresin matemtica es:
Principio de Arqumedes
El principio de Arqumedes dice: todo cuerpo
sumergido en un fluido recibe un empuje
ascendente igual al peso del fluido
desalojado. Para que un cuerpo flote en
cualquier fluido, su densidad promedio debe
ser menor a la densidad del fluido. El empuje
que recibe un cuerpo sumergido en un
lquido se determina multiplicando el peso
especfico
del lquido por el volumen
E = Pe V
desalojado de ste:
Aplicaciones: flotacin de barcos, salvavidas,
densmetros, o en flotadores de las cajas de
los inodoros.