Mecanica De Fluidos

El término mecánica de fluidos se refiere al estudio del comportamiento de los fluidos, ya sea en reposo o en movimiento, el comportamiento de los fluidos afecta nuestra vida cotidiana de muchas maneras ya que están presentes en todo nuestro alrededor. Puesto que los fluidos que se estudian son con flujo continuo estos se pueden relacionar entre la masa y el peso con un volumen del fluido, es aquí donde se puede hablar de densidad, que es la cantidad de masa por unidad de volumen de una sustancia, la cual se denota con la letra griega ρ y está dada por la ecuación1:

ρ=m/(v ) ,donde m es la masa y v el volumen

Así mismo una característica importante que se puede medir de un fluido es la viscosidad de este, que es una medida de la resistencia del fluido al corte, cuando estese encuentra en movimiento, un fluido no puede resistir esfuerzos de corte sin moverse, aunque un sólido sí. La viscosidad se debe principalmente a las interacciones entre las moléculas de un fluido2. En el sistema internacional de unidades, la viscosidad dinámica o absoluta se mide en Ns/m2 lo que es lo mismo a Pa (1Pa=N/m2).

Conforme un fluido se mueve dentro de él se desarrolla un esfuerzo cortante, cuya magnitud depende de la viscosidad del fluido, se define al esfuerzo cortante, como la fuerza que se requiere para que una unidad de área de una sustancia se deslice sobre otra, así mismo aparece el termino de gradiente de velocidad, el cual es una medida del cambio de velocidad, y se define como Δv/Δy.

El hecho de que el esfuerzo cortante en el fluido sea directamente proporcional al gradiente de velocidad se puede denotar en la siguiente ecuación:

τ=μ ∆v/∆y

Donde a la constante de proporcionalidad μ se le denomina viscosidad dinámica3.

Por otro lado encontramos la viscosidad cinemática, que se define a la relación entre la viscosidad dinámica o absoluta y la densidad, está dada por4:

v=μ/ρ

Debido a la existencia de la viscosidad, cuando un fluido se mueve alrededor de un cuerpo o cuando se desplaza en el seno de un fluido, se produce una fuerza de arrastre sobre dicho cuerpo. Si este cuerpo es, una esfera, la fuerza de arrastre está dada por la siguiente expresión:

Fa = 6π.µ.r.v

Dónde:

µ: es la viscosidad del fluido.

r: es el radio de la esfera.

v: es la velocidad de la esfera respecto al fluido.

Esta relación fue deducida por George Stokes en

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