Hidrostática

HIDROSTÁTICA

Se define como la fuerza que ejerce un liquido en reposo sobre las superficies de las paredes del recipiente que lo contiene. Esta fuerza es perpendicular a las paredes del recipiente.

El valor de la presión depende de la naturaleza del líquido y la acción de la gravedad.
La fuerza aplicada sobre un área determinada recibe el nombre de presion.
su expresión matemática es:
P=F/A

Las unidades que se utilizan en el SI son:

P= presión (N/m²)   

F= Fuerza (N)

A= área (m²)

Las equivalencias más usuales para conversión de unidades de presión son:

1 lb/plg² = 6894.76 Pa

1 Kg/cm² = 14.22 lb/plg²

1 kg/ cm^{2 =} 98061.6 Pa

Para explicarlo mejor comencemos con los conceptos básicos como el fluido.

PRESIÓN DE UN FLUIDO

 Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos pueden ser líquidos o gases según la diferente intensidad de las fuerzas de cohesión existentes entre sus moléculas.

Es la misma a un determinada profundidad, la presión de un líquido varía de acuerdo con la profundidad a la que se mide.

Para calcular la presión hidrostática debemos considerar la masa del líquido teniendo en cuenta su densidad.

Ø Para saber  la expresión matemática de la presión hidrostática debemos saber la masa del líquido teniendo en cuenta que su densidad, se expresa de la sig. Manera:

                                                               p = m/V

      donde despejamos la masa (m) quedando de esta manera:

      m = pV, donde “m” se sustituye con su fórmula W= mg, y obtenemos lo sig.

      W = pVg, donde consideramos que V = Ah, obtenemos que:

      W = pAhg, en el que se obtiene W = F y despejamos la relación entre la 

      fuerza y el área obtenemos que F/A = pgh, por lo tanto su expresión 

     matemática es:

Ph = pgh

Bloque 1: "Describe los fluidos en reposo y en movimiento"

"Describe los fluidos en reposo y en movimiento"

Hidráulica

La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos; su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas.

A partir de esto, empezaremos a estudiar los fluidos.

Fluido

Un fluido es todo cuerpo que tiene la propiedad de fluir, y carece de rigidez y elasticidad, y en consecuencia cede inmediatamente a cualquier fuerza tendente a alterar su forma y adoptando así la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos pueden ser líquidos o gases según la diferente intensidad de las fuerzas de cohesión existentes entre sus moléculas.

Los fluidos comprenden dos estados de la materia: gases y líquidos.

Podemos observar a partir de las características de los estados de la materia cómo los fluidos adoptan sus propias características.

Diferencia entre hidráulica, hidrostática e hidrodinámica:

La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos.

La hidráulica posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos
La hidrostática estudia los fluidos incompresibles en estado de equilibrio.

Características de los fluidos.

  - La viscosidad de un fluido es la resistencia que tienen las moléculas que conforman un líquido, para separarse unas de otras, es decir, es la oposición de un fluido a deformarse y esta oposición se debe a las fuerzas de adherencia que tienen unas moléculas de un líquido o un fluido con respecto a las otras moléculas del mismo líquido.

 La viscosidad se corresponde con el concepto informal de "espesor".

 Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.

   - Tensión superficial es la fuerza de atracción entre moléculas de un liquido que permite que se forme una finísima membrana plástica en la superficie del liquido.

    -  Capilaridad es la propiedad en virtud de la cual la superficie libre de un líquido puesto en contacto con un sólido sube o baja en las proximidades de este, según que el líquido lo moje o no.

       Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido. Esto causa que el menisco tenga una forma cóncava cuando el líquido está en contacto con una superficie vertical.

- Cohesión es la fuerza que mantiene unida entre moléculas de una misma sustancia.

De otra manera, es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos

- Adhesión es la fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes.

- Densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen de una sustancia.

Para obtener la densidad se tiene la siguiente fórmula:

      

               

           Donde:

                m = Masa

            v = Volumen

                Las unidades con las que se mide la densidad son:

g/cm3 ó km/m3

- Peso específico es una unidad que relaciona la densidad con la fuerza de atracción de la gravedad establece la relación entre el peso y el volumen del objeto.

Por lo que:

Pe= W / V

Pe= peso específico en n/m³

W= peso de la sustancia en N

V= volumen en m³

Sabemos que el peso es igual a la masa multiplicada 

por la gravedad, entonces podemos deducir lo siguiente:

Si W = mg y pe = W / V entonces podemos sustituir el 

valor de w en la fórmula de Pe:

Pe= mg/v

Si p = m/v entonces Pe= pg.

Donde: 

m = Masa

g = Gravedad

v = Volumen

p = Densidad

w = Peso

Tabla de densidades

-Para mayor información recomiendo ver el siguiente vídeo:

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Q.F.B Nidia Verónica Trejo Pan.

Semestre 4             Grupo C.

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