Mecanica

UNIVERSIDAD BICENTENARIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE SISTEMAS

Valeria P. Mastrangelo Angelis G. Rodríguez  Karhiel H. Rodríguez  José A. Penagos  Marcos M. Sena  Miguel A. Correia  Javier M. Palma  Ofir B. Perez  Equipo No 5 Profesor: JOSE L. ARANA

EDITORIAL La materia ordinaria se presenta en alguno de los tres estados siguientes: sólido, líquido o gaseoso. Existe un cuarto estado de la materia denominado plasma que es esencialmente un gas ionizado con igual número de cargas positivas que negativas.. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido. Las moléculas ya no permanecen en posiciones fijas, aunque las interacciones entre ellas siguen siendo suficientemente para que el líquido pueda cambiar de forma sin cambiar de volumen,adaptándose al recipiente . En el estado gaseoso, las moléculas están en continuo movimiento y la interacción entre ellas es muy débil. Las interacciones tienen lugar, cuando las moléculas chocan entre sí. Un gas se adapta al recipiente que lo contiene pero trata de ocupar todo el espacio disponible.

Estática de Fluidos Todas la unidades básicas de Estática de Fluidos se relación a través del concepto de presión, es éste concepto es el que permite l estudio de los fluidos en reposo y obtener dos principios fundamentales como son el Principio de Arquímedes y el Principio de Pascal. Un fluido es una sustancia capaz de fluir, como líquidos y gases y carece de forma fija de forma que adopta la forma del recipiente que lo contiene. Ambos sin embargo tienen coeficientes de compresibilidad muy diferentes. Por ejemplo un gas se comprime fácilmente mientras que los líquidos son prácticamente incompresibles Los fluidos son sustancias que no soportan esfuerzos cortantes, de forma que cambia continuamente de forma mientras está sometido a dichos esfuerzos, por pequeños que sean. Aunque los fluidos poseen unaestructura discreta, se componen de moléculas que se mueven. El término estática de fluidos se refiere al estudio de los fluidos en reposo, mientras que dinámica de fluidos estudia los fluidos en movimiento. La  estática  de  fluidos  estudia el equilibrio de gases y líquidos, parte de la física que trabaja con los fluidos sin movimiento, o   cómo se comportan los fluidos cuando no hay movimiento relativo entre sus partículas. Por tanto no puede existir ningún gradiente de sus velocidades o no existirá ningún esfuerzo sobre el fluido, y en el caso de que haya alguno tiene que ser normal y a compresión.

PROPIEDADES DE FLUIDOS Un fluido es un medio que toma la forma del recipiente que lo contiene. Propiedades de un fluido son aquellas magnitudes físicas cuyos valores definen el estado en que se encuentra. Tienen distinto valor para fluidos diferentes, pueden variar para un fluido determinado cuando varía el valor de alguna otra propiedad. Propiedades de los fluidos son: densidad, peso específico, viscosidad, compresibilidad, tensión superficial, presión de saturación, etc.

DENSIDAD Se define como masa por unidad de volumen VOLUMEN ESPECÍFICO Es el inverso de la densidad y se define como el volumen ocupado por la unidad de masa del fluido PESO ESPECÍFICO} Es el peso del fluido por unidad de volumen Cambia de lugar dependiendo de la magnitud de la aceleración de la gravedad. GRAVEDAD ESPECÍFICA También conocida como \"densidad relativa\", es la relación entre el peso específico de un volumen de fluido y el peso específico del mismo volumen de agua en condiciones estándar de presión y temperatura. VISCOSIDAD Resistencia que un fluido opone a su deformación • Ley de Newton de la viscosidad • En líquidos: cohesión molecular • Líquidos: la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura • Gases: la viscosidad aumenta al aumentar la temperatura COMPRESIBILIDAD Variación de volumen por unidad de volumen (∆V/V), dividida por el incremento depresión (p) que la originó. Coeficiente de compresibilidad   TENSIÓN SUPERFICIAL Las moléculas a lo largo de la superficie libre del líquido están sometidas a una fuerza neta desde el interior. Es la razón de la ascensión o bajada de líquidos por tubos de diámetro muy pequeño (capilaridad). PRESIÓN DE VAPOR Los líquidos se evaporan debido a que las moléculas se escapan de su superficie.Las moléculas de vapor ejercen una presión parcial en el espacio que las rodea conocida como \"presión de vapor\". PROPIEDADES

Tipos de Fluidos Tradicionalmente, se reconocen cuatro tipos de fluidos, los cuales se clasifican tomando en cuenta sus propiedades y los cambios que pueden presentar bajo las mismas condiciones atmosféricas. Estos son fluido ideal, fluido real, fluido newtoniano y fluido no newtoniano. Otros científicos toman en cuenta otros métodos de clasificación, según los cuales los fluidos se pueden categorizar de acuerdo con la velocidad de movimiento del fluido, su capacidad de ser comprimidos, su viscosidad y su movimiento rotatorio. Los fluidos son sustancias que no tienen forma definida, que pueden fluir de manera fácil y que no pueden resistir ningún tipo de fuerza cortante, por lo que se deforman continuamente, se pueden encontrar en distintos estados de la materia: líquidos, gases, plasma y algunos sólidos plásticos conforman el grupo de fluidos.

Presión y Densidad El concepto más importante de la estática de fluidos es la presión, para su definición nos basaremos en el Principio de Pascal, el cual estableció que la presión es independiente de la dirección.   Es una magnitud escalar que mide el efecto que ejerce una fuerza sobre la superficie que actúa que depende de su posición (x,y,z). La unidad de medida en el sistema internacional (S.I) es el Pascal y en algunas ocasiones la atmósfera.   La presión se mide en pascales (pa) en el S.I. 1 pa = 1N/m2 otras unidades son: atm, mmHg 1 atm = 101 325 pa = 760 mmHg   . Se define como el cociente entre la fuerza aplicada (F) y la superficie sobre la que actúa(S). p = F/S La presión de un fluido nos da la fuerza que ejerce el fluido en cada punto de la superficie que lo contiene. Una misma fuerza puede dar lugar a una presión mayor o menor dependiendo del área sobre la que actúe.  Los esquiadores utilizan los esquís para no hundirse en la nieve

ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA ESTÁTICA DE FLUIDOS Un líquido ejerce fuerzas perpendiculares sobre las superficies que están en contacto con él. Teniendo en cuanto que si un cuando un fluido está en equilibrio, o lo que es lo mismo, en reposo, también se puede decir que cada una de sus partículas está en equilibrio. La ecuación fundamental de la estática de los fluidos, nos basaremos en este caso en la segunda ley de Newton, que en este caso se traduce en que la fuerza resultante (la suma de las fuerzas) tiene que ser nula. Las fuerzas que se ejercen en los fluidos son: fuerzas de volumen, fuerzas de superficie y fuerzas de inercia.

PRINCIPIO DE PASCAL Es una consecuencia del principio fundamental de la hidrostática.  “La presión ejercida en un punto de un líquido, considerado incompresible, se trasmite por igual en todas las direcciones” Aplicaciones Prensa hidráulica p1 = p2 F1/S1 = F2/S2 F2 = F1  “Se produce un efecto multiplicador de la fuerza proporcional a S2/S1.” Elevador hidráulico, Prensa hidraulica PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES En una porción de fluido considerada las fuerzas horizontales debidas a la presión de las restantes partes de fluido aumentan con la profundidad. Pero las fuerzas en cada nivel quedan compensadas unas con otras. Las fuerzas verticales debidas, a la presión hidrostática sobre las dos bases del cubo, no se compensan, ya que es mayor en la base inferior que en la superior. El resultado es una fuerza de empuje, E, hacia arriba debida a la diferencia de presiones en las bases, cuyo valor es: E = F2- F1

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