SECRETARA DE EDUCACIN PBLICADIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR TECNOLGICAINSTITUTO TECNOLGICO DE TUXTLA GUTIRREZ

INGENIERA ELECTRONICA

Materia: Tpicos Selectos de Fsica

Trabajo a realizar:

Investigacin Primera Unidad

Alumno:Lpez Ruiz Fredi FranciscoEscobar Toledo Jos AdnRamrez Mendoza Carlos Alexis

Profesor:Ing. Aquino Castellanos Rodolfo Anderzon

Tuxtla Gutirrez, Chiapas, a 5 de Febrero del 2015Esttica de Fluidos

La esttica de fluidos estudia el equilibrio de gases y lquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presin se obtiene la ecuacin fundamental de la hidrosttica, de la cual el principio de Pascal y el de Arqumedes pueden considerarse consecuencias. El hecho de que los gases, a diferencia de los lquidos, puedan comprimirse hace que el estudio de ambos tipos de fluidos tengan algunas caractersticas diferentes. En la atmsfera se dan los fenmenos de presin y de empuje que pueden ser estudiados de acuerdo con los principios de la esttica de gases.Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contiene. La materia fluida puede ser trasvasada de un recipiente a otro, es decir, tiene la capacidad de fluir. Los lquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que no puede mortificarse apreciablemente por compresin. Se dice por ello que son fluidos incompresibles. Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los lquidos, s pueden ser comprimidos.La Esttica de fluidos tambin estudia los fluidos en equilibrio, aunque el reposo o el equilibrio es una propiedad microscpica. En realidad, las partculas individuales de un fluido se mueven de una manera continua y desordenada en virtud de lo que en Fsica se denomina Agitacin trmica, de acuerdo con la teora cintica de la materia, pero a efectos mecnicos microscpicos.

Conceptos y propiedades de los fluidos

La experiencia diaria nos permite distinguir que un slido tiene una forma y un volumen definidos, mientras que un lquido mantiene su volumen pero adopta la forma del recipiente que lo contiene mostrando una superficie libre y, finalmente, un gas no tiene ni forma ni volumen propio.

Los lquidos y los gases se conocen como fluidos por que fluyen libremente y tienden a llenar los recipientes que los contienen. Los fluidos ejercen fuerzas sobre las paredes de los recipientes donde estn contenidos. Esas fuerzas actan sobre reas definidas y originan una condicin de presin.

Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando as la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos pueden ser lquidos o gases segn la diferente intensidad de las fuerzas de cohesin existentes entre sus molculas.

En los lquidos, las fuerzas intermoleculares permiten que las partculas se muevan libremente, aunque mantienen enlaces latentes que hacen que las sustancias en este estado presenten volumen constante o fijo. Cuando se vierte un lquido a un recipiente, el lquido ocupar el volumen parcial o igual al volumen del recipiente sin importar la forma de este ltimo.

La palabra fluido proviene del latn "Fluere" que significa fluir. Los fluidos entonces fluirn ante el efecto de una fuerza; aunque fuese solo para adoptar la forma del recipiente que los contiene.

Tomando en cuenta que un fluido es una sustancia formada por un conglomerado de molculas iguales, desde un enfoque macroscpico, un fluido se puede estudiar como un medio continuo (es decir sin considerar lo que ocurre a nivel de interaccin de las molculas) y por lo tanto su comportamiento se puede describir matemticamente siguiendo el movimiento de pequeos volmenes de masas de la sustancia. Esto indica que lo que se toma como estudio, en todo caso, son los efectos promedios de un conglomerado de molculas que conforman la sustancia del fluido.

Por lo tanto se puede definir a un Fluido como una sustancia cuya masa tiene la capacidad de deformarse continuamente, "acomodando sus molculas", al ser sometida a una fuerza tangencial.

Propiedades de los Fluidos

Los fluidos, como todos los materiales, tienen propiedades fsicas que permiten caracterizar y cuantificar su comportamiento as como distinguirlos de otros. Algunas de estas propiedades son exclusivas de los fluidos y otras son tpicas de todas las sustancias. Propiedades como la viscosidad, tensin superficial y presin de vapor solo se pueden definir en los lquidos y gases. Sin embargo la masa especfica, el peso especfico y la densidad son atributos de cualquier materia.

Estabilidad: se dice que el flujo es estable cuando sus partculas siguen una trayectoria uniforme, es decir, nunca se cruza entre s. La velocidad en cualquier punto se mantiene constante el tiempo.

Turbulencia: debido a la rapidez en que se desplaza las molculas el fluido se vuelve turbulento; un flujo irregular es caracterizado por pequeas regiones similares a torbellinos.

Viscosidad: es una propiedad de los fluidos que se refiera el grado de friccin interna; se asocia con la resistencia que presentan dos capas adyacentes movindose dentro del fluido. Debido a esta propiedad parte de la energa cintica del fluido se convierte en energa interna.

Densidad: es la relacin entre la masa y el volumen que ocupa, es decir la masa de unidad de volumen.

Volumen especfico: es el volumen que ocupa un fluido por unidad de peso.

Peso especfico: corresponde a la fuerza con que la tierra atrae a una unidad de volumen.

Gravedad especfica: indica la densidad de un fluido respecto a la densidad del agua a temperatura estndar. Esta propiedad es dimensional.

Tensin superficial: En fsica se denomina tensin superficial de un lquido a la cantidad de energa necesaria para disminuir su superficie por unidad de rea.

Tipos de Fluidos

Fluido newtoniano: Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relacin entre el esfuerzo o cizalla contra su tasa de deformacin es lineal y pasa por el origen. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposicin al pegamento, la miel o los geles que son ejemplos de fluido no newtoniano. Un buen nmero de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones normales de presin y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales.

Fluido no newtoniano: es aqul cuya viscosidad vara con la temperatura y presin, pero no con la variacin de la velocidad. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante otras propiedades que tienen que ver con la relacin entre el esfuerzo y los tensores de esfuerzos bajo diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.

Es importante clasificar los fluidos no newtonianos en independientes del tiempo o dependientes del tiempo. Algunos ejemplos de fluidos independientes del tiempo son: el plasma sanguneo, polietileno fundido, ltex, almibares, adhesivos, malazas y tintas. Los fluidos que dependen del tiempo son difciles de analizar porque su viscosidad aparente vara con el tiempo. Ejemplos de ellos son petrleos crudos a temperaturas bajas, tinta para impresoras, nylon, ciertas gelatinas, mezclas de harina y varias solucione de polmeros.PresinLa presin es el concepto fsico utilizado para caracterizar la influencia de una fuerza perfectamente distribuida sobre una superficie, por lo que su valor se da en unidades de fuerza por unidad de rea, esto es kg/cm o libras/pulgada etc.

Hay que diferenciar entre dos tipos de presiones que son: Presin propiamente dicha, que se refiere a la accin de los fluidos (gases y lquidos) sobre las paredes del recipiente que los contienen.

Fuerzas distribuidas aplicadas a slidos, que ms apropiadamente debe llamarse tensin.

La presin ejercida por los fluidos puede ser de dos tipos: Presin esttica, producida por los fluidos en reposo sobre las paredes del recipiente.

Presin dinmica, producida sobre una superficie perpendicular a la direccin del movimiento de un fluido.

Presin Esttica:Este tipo de presin es especficamente de los fluidos, se puede medir mediante instrumentos como los tubos piezomtricos. La presin esttica es toda presin ejercida por un fluido, la cual no se genera por velocidad del fluido o movimiento.Cuando un fluido se encuentra en reposo, se dice que la presin dinmica es nula, mientras que la presin esttica es igual a la presin total.Este tipo de presin acta por igual en todas las direcciones de la superficie que contenga el fluido, siempre en un ngulo recto.Un claro ejemplo, es cuando un avin se encuentra parado sobre el suelo, esta est siendo sometido a la presin atmosfrica normal, la cual se aplica sobre cada una de las parte del avin por igual. La presin del ambiente se le conoce como presin esttica. Presin Dinmica:

Cuando los fluidos se mueven en un conducto, la inercia del movimiento produce un incremento adicional de la presin esttica al chocar sobre un rea perpendicular al movimiento, as por ejemplo, cuando usted tiene una sombrilla abierta interceptando el viento, tendr que sostener la fuerza de empuje producida por el choque del aire con la sombrilla. Esta fuerza se produce por la accin de la presin conocida como dinmica. La presin dinmica depende de la velocidad y la densidad del fluido.

Presin absoluta: Esta equivale a la sumatoria de la presin manomtrica y la atmosfrica. La presin absoluta es, por lo tanto superior a la atmosfrica, en caso de que sea menor, se habla de depresin. sta se mide en relacin al vaco total o al 0 absoluto.

Presin relativa: Esta se mide en relacin a la presin atmosfrica, su valor cero corresponde al valor de la presin absoluta. Esta mide entonces la diferencia existente entre la presin absoluta y la atmosfrica en un determinado lugar.

Variacin de la presin con la profundidad

Mientras que la presin atmosfrica decrece con el incremento de la altitud, la presin de un lquido crece con la profundidad. Supongamos un lquido en reposo para el cual la densidad es homognea a travs del mismo, lo que significa que es incompresible. Como el lquido est en equilibrio, si analizamos una porcin de lquido representado por el rectngulo sombreado en el interior del volumen en la figura, se cumple que la sumatoria de todas las fuerzas en la direccin vertical es cero.

Ecuacin de la Hidrosttica

Ecuacin fundamental de la hidrostticaLa presin hidrosttica es la presin que se ejerce en el interior de un lquido, como consecuencia de su propio peso.La presin hidrosttica (p) que soporta un punto de un lquido es directamente proporcional al valor de la gravedad (g), a la densidad (d) del lquido y a la profundidad (h) a la que se encuentra. = d g hCualquier punto de un lquido soporta una presin que depende de la altura de la columna de lquido que queda por encima.

Principio de ArqumedesEl principio de Arqumedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.El estudio de las fuerzas sobre una porcin de fluido en equilibrio con el resto del fluido.La sustitucin de dicha porcin de fluido por un cuerpo slido de la misma forma y dimensiones.

Bibliografa

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/estatica_fluidos/ap01_estatica_fluidos.phphttp://virtual.uaeh.edu.mx/repositoriooa/paginas/ecuacion_fundamental_de_la_hidrodinamica/tipos_de_fluidos_y_sus_propiedades.htmlhttp://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/DEFINICION_FLUIDOS.htmhttp://www.sabelotodo.org/fluidos/presion.html