ESTATICA DE LOS FLUIDOS

La estática de los fluidos es una parte de la mecánica que estudia a los fluidos en reposo; muchos la llaman Hidrostática a pesar que este término significa “Estática del Agua”. Ese término se emplea en general para designar la estática de los fluidos.

Los fluidos son sustancias que pueden fluir, por consiguiente, el término incluye tanto los líquidos como los gases. En la estática de los fluidos se presume que el fluido y los demás objetos pertinentes, tales como el recipiente que lo contiene están en reposo. Sin embargo los fluidos que existen en la naturaleza poseen movimiento en su interior debido al roce interno o viscosidad; esto dificulta el estudio de los fluidos, motivo por el cual nosotros estudiaremos a los fluidos ideales es decir, aquellos en los cuales no existe ningún tipo de viscosidad.

ESTATICA DE LOS FLUIDOS

Se define presión como el cociente entre la componente normal de la fuerza sobre una superficie y el área de dicha superficie.

PRESION

PRESION ATMOSFERICA

La Tierra está rodeada por una capa de aire (atmósfera) que por tener peso, presiona a todos los objetos de la Tierra, esta distribución de fuerzas toma el nombre de presión atmosférica. Si la Tierra fuese perfectamente esférica, el valor de la presión atmosférica en la superficie, sería la misma para todos los puntos; pero esto no es así, puesto que nuestro planeta tiene montañas y depresiones.

1.- En un líquido, si bien tiene volumen casi constante, carece de forma definida y adopta la forma del recipiente que lo contiene.

2.- Los líquidos transmiten presiones en todas direcciones y con la misma intensidad

PROPIEDADES DE LOS LIQUIDOS

PRENSA HIDRAULICA

Es aquel dispositivo o máquina que está constituido basicamente por dos cilindros de diferentes diâmetros conectados entre sí, de manera que ambos contienen un líquido.El objetivo de esta máquina es obtener fuerzas grandes utilizando fuerzas pequeñas. Tener en cuenta que está máquina está basada en el Principio de Pascal. Esta máquina hidráulica funciona como un dispositivo “Multiplicador de Fuerzas”. Son ejemplos directos de este dispositivo: Los sillones de los dentistas y barberos, los frenos hidráulicos, etc.

“Si se aplica una presión a un fluido incompresible (un líquido), la presión se transmite, sin disminución, a través de todo el fluido”.

PRINCIPIO DE PASCAL

Cuando se aplica una fuerza sobre el émbolo de menor área se genera una presión

Del mismo modo en el segundo émbolo:

Se observa que el líquido esta comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:

Esto es: y la relación de fuerzas:

Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:

En donde:

= fuerza del émbolo menor en N, D, KgF gF = fuerza del émbolo mayor en N, D, KgF gF = área del émbolo menor en m2 cm2 in2 = área del émbolo mayor en m2 cm2 in2

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

DENSIDAD

Es una magnitud escalar, cuyo valor se define como su masa (m) dividida por su volumen (V); es decir:

PESO ESPECIFICO

Es la magnitud escalar cuyo valor se define como el peso que posee un cuerpo por cada unidad de volumen.

PRESION HIDROSTATICA

Es la presión que ejerce un líquido sobre cualquier cuerpo sumergido. Esta presión existe debido a la acción de la gravedad sobre el líquido; se caracteriza por actuar en todas las direcciones y por ser perpendicular a la superficie del cuerpo sumergido.

LEY FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTATICA

“La diferencia de presiones hidrostáticas entre dos puntos pertenecientes a un mismo líquido, que se encuentran a diferentes profundidades, es igual al peso específico del líquido por la diferencia de profundidad”

Esto significa que todos los puntos pertenecientes a un mismo líquido que se encuentran a la misma profundidad, soportan igual presión hidrostática

VASOS COMUNICANTES

Es aquel sistema de tubos o vasos de diferentes formas unidos entre sí, de manera que si en uno de ellos se vierte un líquido, éste se distribuye entre todos y se observa que una vez encontrado el reposo, dicho fluido alcanza igual nivel en todos los recipientes.

EMPUJE

Es la resultante de todas las fuerzas que un líquido aplica a un cuerpo sumergido.

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES“Si un cuerpo está sumergido parcial o totalmente en un líquido, la fuerza de empuje que el líquido le aplica es igual al peso del volumen del líquido desplazado”.