HIDRODINAMICA

Ciber grafía & bibliografía

http://oceanologia.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/VISCOSIDAD.htm

http://abrahamemmanuelcbtis121.blogspot.mx/2008/06/hidrodinamica_08.html

http://www.slideshare.net/yuricomartinez/labo-2-aplicacion-de-bernoulli

FISICA GENERAL

HECTOR PEREZ MONTIEL

PUBLICACIONBES CULTURAL

GRUPO PATRIA CULTURAL

PP281-287

HIDRODINAMICA

La hidrodinámica es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosa : la velocidad la presión el flujo y el gasto liquido.

1- En el estudio de la hidrodinámica el teorema de BERNOULLI que trata sobre la conservación de la energía es de primordial importancia pues señala que la suma de las energías potencial y de presión de un líquido en movimiento es punto determinado es igual a otro punto cualquiera.

La mecánica de los fluidos investiga las propiedades de un fluido ideal sin irrisión y también estudia las características de un fluido viscoso en el cual se presenta fricción. Un fluido es comprensible cuando su densidad va con la presión que recibe; tal es el caso del aire y otros aliados por la aerodinámica.

La hidráulica investiga finalmente a los fluidos incompresibles

Es decir a los que su densidad casi no varia cuando cambia la presión entre ellos.

Cuando se encuentra en movimiento una capa de dicho liquido en ciencia al movimiento de otra capa que se encuentre paralela y adyacente a ella; a esta resistencia se le llama viscosidad.

Cuando un cuerpo sólido se mueve en un fluido

2- La hidrodinamica investiga fundamentalmente a los fluidos icompresibles, es decir, a los liquidos, pues su dencidad prcticamente no varia cuando cambia la presion ejercida sobre ellos.

Cuando un fluido se encuentra en movimiento una capa se resiste al movimiento de otra capa que se encuentra paralela y adyacente a ella; a esta resistencia se le llama biscosidad.

Para que un fluido como el agua el petroleo o la gasolina fluyan por un tuberia desde una fuente de abastecimiento, hasta los lugares de consumo, es necesario utilizar bombas ya que sin ellas las fuerzas que se oponen al desplasamiento ente las ditintas capas de fluido lo impedirán.

VISCOSIDAD

Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de manifiesto cuando los fluidos están en movimiento.

La viscosidad de un fluido se define como su resistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo.

Cuando deslizamos un sólido sobre otro, es preciso aplicar una fuerza igual en dirección y magnitud a la fuerza de rozamiento pero de sentido opuesto:

,

donde (m) es el coeficiente de rozamiento y ( ) es la fuerza normal, para que el sólido se mueva con velocidad constante ( ) en dirección, sentido y magnitud.

En el caso de un fluido, consideremos un par de placas de vidrio, lo suficientemente grandes como para despreciar un posible efecto de borde, y separadas una distancia pequeña (h). Entre estas placas introducimos un fluido. Aplicamos una fuerza tangente o de cizalla ( ) a la placa de arriba (I) haciendo que ésta se deslice con respecto a la placa de abajo (II), la cual permanece en reposo.

Debido a la acción de la fuerza externa ( ), el fluido que hay entre las dos placas también se moverá, pero con un flujo laminar cuya velocidad es constante por capas.

Para que la placa (I) se mueva con velocidad constante ( ), la fuerza aplicada sobre ella debe oponerse a la fuerza viscosa del fluido, la cual representa la resistencia del fluido al movimiento.

La capa de fluido en contacto con la placa (I) se mueve con su misma velocidad ( ), y la capa de fluido en contacto con la placa (II) permanecerá en reposo. Así, podemos observa que la porción de fluido a-b-c-d fluirá a una nueva posición a-b’-c’-d.

Experimentalmente se puede demostrar que la fuerza externa ( ) es proporcional al área de la placa de arriba y a la velocidad máxima del fluido, mientras que es inversamente proporcional a la distancia entre las placas:

donde (h) es la viscosidad del fluido y es la rapidez de deformación angular del fluido.

En términos de energía, la energía cinética asociada al flujo del fluido puede ser transformada en energía interna por fuerzas viscosas. Cuanto mayor sea la viscosidad, más grande será la fuerza externa que es preciso aplicar para conservar el flujo con velocidad constante.

Como la distancia (h) es muy pequeña y la velocidad ( ) también, podemos aproximar la ecuación anterior a:

y en el límite tendremos:

donde es el esfuerzo de cizalla, el cual

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