ANTECEDENTES Y PRECURSORES DE LA HIDROSTÁTICA Y LA HIDRODINÁMICA

ANTECEDENTES Y PRECURSORES DE LA HIDROSTÁTICA Y LA HIDRODINÁMICA

Se conoce como Hidrostática al estudio del comportamiento de los líquidos en equilibrio, es decir cuando no hay fuerzas que alteren el estado de reposo o movimiento del líquido, mientras que la Hidrodinámica estudia los fluidos en movimiento; este estudio se lleva acabo describiendo las propiedades de los fluidos, como: densidad y velocidad, pero para conocer como tal estos conceptos y estudios, muchos científicos tuvieron que intervenir previamente, a continuación se mencionan los científicos que permitieron llegar a lo que hoy conocemos como Hidrostática e Hidrodinámica.

Arquímedes

De acuerdo a Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, en 212 a.C, Hieron II, tirano gobernador de Siracusa, le pidió a Arquímedes determinar si una nueva corona triunfal habría sido fabricada con oro sólido si el orfebre que creía deshonesto, le había agregado plata.

Arquímedes tenía que resolver dicho problema sin dañar la corona (ya que su vida estaba en juego) así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad. Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la bañera cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. Debido a que la compresión del agua seria despreciable, al ser sumergida la corona, desplazaría una cantidad de agua proporcional a la de su volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos se hubieran añadido. Entonces, Arquímedes, tan emocionado estaba por su descubrimiento que salió corriendo desnudo por las calles, gritando ¡“EUREKA”!(¡Lo he encontrado!, en antiguo griego).Dicha observación permitió llevar acabo el principio de Arquímedes:

De acuerdo con el principio de Arquímedes, el empuje (E) se puede expresar como:

Donde, m es la masa y V el volumen.

El empuje actúa verticalmente hacia arriba y se puede considerar aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo (siempre que el cuerpo esté rodeado por fluido, para que la fuerza de empuje sea vertical).Ese punto recibe el nombre de centro de flotación o de caren.

Leonardo Da vinci

Aproximadamente en el año 1480-1490, Se interesó por el flujo que corre a través de los cuerpos, su forma y tipos. Lo único que se encontró como prueba de dichos estudios fue sus bosquejos y algunos dibujos de las distintas trayectorias del movimiento del fluido como un sólido respecto a un eje el cual llamamos movimiento de vórtice hoy día. Otros experimentos que fueron de gran representación fueron los de vasos comunicantes en los cuales trabajo mucho las densidades de distintos líquidos, de allí fue llevado a los descubrimientos del principio de continuidad, siguió estudiando los vórtices y las estelas; al realizar este experimento usaba pequeños modelos, por lo tanto tuvo la oportunidad de experimentar con diferentes velocidades y de allí el cambio de velocidad a través de distintas secciones, prácticamente su interés por la visualización de los fluidos lo llevaron a especializarse en este campo de los fluidos a través de cuerpos.

Giambattista Benedetti

El 20 de Enero de 1590, Introduce el concepto de “gravedad absoluta” o “peso de gravedad en especie” actualmente conocido como peso específico en su obra titulada:Diversarum speculationum mathematicarum et physicarum liber (libro de varias especulaciones matemáticas y físicas).

Dicho libro menciona el siguiente tratado: “Un prisma de materia más ligera que el agua, que descanse en un recipiente en el cual se vaya echando agua, se levantara solo en cuanto el agua sobrepase una elevación tal que su proporción a la altura del prisma sea igual a la que subsiste entre los dos pesos específicos, del sólido y del agua”.

Simon Stevin

En 1620, Este Ingeniero y matemático Holandés se inclinó por responder la mayoría de interrogantes que se crearon Da Vinci y Benedetti en el campo de los fluidos como el estudio de la presión, su distribución, direccionamiento y las fuerzas en paredes inclinadas y verticales. Era consciente del hecho que en un punto dado las presiones en las superficies horizontales y verticales serían las mismas, esta demostración lo llevo a probar los flujos de distribución lineal a través del flujo vertical. Por medio de un axioma el cual dice” Cualquier volumen de agua puede ser sustituido por un cuerpo sólido teniendo la misma forma y densidad sin afectar las condiciones de equilibrio”. Este axioma lo podemos conocer ahora como el de “Solidificación”.

Santorio

El 22 de febrero de 1636, Inventó la balanza hidrométrica, ideada para medir la velocidad de la corriente.

Pascal

El hecho de que los fluidos en equilibrio transmiten la presión sin modificar su intensidad fue establecido por el físico matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) y se conoce como principio de Pascal:

Galileo Galilei

El 8 de enero de 1642, Inventó la balanza hidrostática, dicha balanza es un mecanismo experimental destinado al estudio de la fuerza de impulso ejercida por fluidos sobre los cuerpos en ellos inmersos. Su funcionamiento se basa en el principio de Arquímedes y está principalmente concebida para la determinación de densidades de sólidos y líquidos.

Benedetto Castelli; Antonio Castelli

El 9 de abril de 1643, Destaca su obra que habla sobre las medidas de agua corrientes y desarrolla el principio de la conservación de la masa aplicada al escurrimiento de los fluidos, a través de un volumen de control, desarrollando su ecuación de la continuidad.

Evangelista Torricelli

El 25 de octubre de 1647, realizó un experimento barométrico y lanzó su teorema, dicho teorema dice que la velocidad del chorro que sale por un único agujero en un recipiente es directamente proporcional a la raíz cuadrada de dos veces el valor de la aceleración de la gravedad multiplicada por la altura a la que se encuentra el nivel del fluido a partir del agujero, matemáticamente expresado:

V=raíz cuadrada ((2*g)*(h))

Edme

...