estatica de los fluidos

1. Presion de un punto

1.1. La definición de la presión como cociente entre la fuerza y la superficie se refiere a una fuerza constante que actúa perpendicularmente sobre una superficie plana. En los líquidos en equilibrio las fuerzas asociadas a la presión son en cada punto perpendiculares a la superficie del recipiente, de ahí que la presión sea considerada como una magnitud escalar cociente de dos magnitudes vectoriales de igual dirección: la fuerza y el vector superficie

2. unidades y medidas de la presion

2.1. atmósfera estándar. La presión atmosférica varia con las condiciones meteorológicas y con la altitud. La atmósfera estándar es la presión que ejerce una columna de mercurio con una altura de 760 mm (densidad 13,5951 g/cm3 a 0ºC, g=9,80665 ms-2 es decir a 45º de latitud y al nivel del mar). La relación entre una atmósfera de presión y la unidad del SI, el pascal es: 1 atm = 760 mmHg = 0,76 m *13.595 kg m-3 * 9,80665 ms-2 = 101325 Pa =101,325 kPa 1 mm Hg = 101325/760 = 133,3 Pa bar El bar es un múltiplo del Pa, equivale a 100 kPa. Se utiliza un submúltiplo del bar el mbar, que equivale a 100 Pa (es decir, un hectopascal hPa). Se emplea en meteorología. La presión de una atmósfera corresponde por lo tanto a 101325/100 = 1013,25 mb. El bar equivale a 750 mmHg, 10,197 mH2O y 0,987 atm

2.2. Como no resulta sencillo aplicar la definición de presión de forma directa, en muchas ocasiones se recurre a medir la presión de un gas de manera indirecta comparándola con la presión de un líquido. La presión de una columna de líquido depende solamente de su altura y de su densidad (para una aceleración de la gravedad constante).

2.3. En el sistema internacional (SI) la unidad de fuerza es el Newton y la superficie se expresa en metros cuadrados la unidad de presión será: p = F/A = 1 newton/1 metro cuadrado = 1 Pascal 1 Pa =1N/m2

3. Variacion de la presion de un fluido

3.1. Presión absoluta y manométrica Antes de considerar los casos específicos de equilibrio fluido es importante notar que al hacer cálculos que involucren la presión de un fluido, se deben efectuar en relación con alguna presión de referencia. En ingeniería se suele medir la presión de dos formas: 1. Refiriéndola a un nivel de presión nula (cero absoluto o vacío perfecto), en este caso se llama presión absoluta. 2. Usando la presión atmosférica local como referencia. Esta forma se emplea en muchos instrumentos de medida de tipo diferencial. Así, la presión que arroja la medición del fluido se denomina en términos generales presión manométrica. Sin embargo según que la presión sea superior o inferior a la atmosférica

3.2. Cuando un fluido está contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus paredes y, por tanto, puede hablarse también de presión. Si el fluido está en equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porción de superficie del recipiente, ya que de no serlo existirían componentes paralelas que provocarían el desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hipótesis de equilibrio

3.3. El gradiente de presión La presión no produce fuerza resultante sobre una partícula fluida a menos que varíe espacialmente. Para ilustrar esto de mejor manera, consideremos que la presión que actúa sobre las caras de un elemento diferencial de fluido varia arbitrariamente

4. Componentes de la fuerza sobre superficies curvas

4.1. Componente Horizontal La pared sólida vertical de la izquierda ejerce fuerzas horizontales sobre el fluido que está en contacto con ella en reacción de las fuerzas debidas a la presión del fluido. Esta parte del sistema se comporta de igual manera que las paredes verticales estudiadas anteriormente. La fuerza resultante F1 actúa a una distancia de la parte inferior de la pared.

4.1.1. Project specifications

4.1.2. End User requirements

4.1.3. Action points sign-off

4.2. Componente Vertical La componente vertical de la fuerza ejercida por la superficie curva sobre el fluido se puede encontrar mediante la suma de las fuerzas presentes en la direcciv actúa hacia arriba. Entonces el peso y Fv deben ser iguales entre sí en magnitud. El peso del fluido es simplemente el producto de su peso es específico por el volumen del cuerpo de fluido aislado. El volumen es el producto del área de la sección transversal del volumen que se muestra en la figura anterior por la longitud de interés w

4.2.1. Top Priorities

4.2.2. Medium Priorities

4.2.3. Low Priorities

4.3. Fuerza Resultante

4.3.1. Top Priorities

4.3.2. Medium Priorities

4.3.3. Low Priorities

5. fuerza sobre areas planas

5.1. En el caso de líquidos, la distribución de la presión no es uniforme; de aquí que es necesario un análisis más amplio. Considere una superficie plana vertical, cuyo extremo superior coincide con la superficie libre del líquido. La presión variará desde cero en M, hasta NK en N. Así, la fuerza total sobre un lado es la sumatoria de los productos de los elementos de área por la presión sobre ellos. Es claro que la resultante de este sistema de fuerzas paralelas deberá estar aplicada en un punto por abajo del centroide del área, ya que el centroide de un área es el punto de aplicación de la resultante de un sistema de fuerzas paralelas uniformes

5.2. Si la presión se distribuye uniformemente sobre un área plana, la fuerza es igual a la presión por el área, y el punto de aplicación de la fuerza es el centroide del área. En el caso de fluidos compresibles (gases), la variación de la presión con la distancia vertical es muy pequeña debido a su bajo peso específico; de aquí, cuando se calcula la fuerza estática ejercida por un gas, P se puede considerar constante.

6. La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal y el de Arquímedes pueden considerarse consecuencias

7. Principio de Arquímedes El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica: 1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido. 2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

8. Flotación y estabilidad La fuerza resultante ejercida sobre un cuerpo por un fluido estático, en el cual está sumergido o flotando se denomina fuerza de flotación. La causa de esta fuerza es la diferencia de presiones existente sobre las superficies superior e inferior. Estática de fluidos 43 Considere el objeto totalmente sumergido en un líquido estático, como se muestra en la Figura 2.18. La fuerza vertical sobre el cuerpo, debida a la presión hidrostática, puede encontrarse más fácilmente considerando elementos de volumen cilíndricos

9. Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes La fuerza de flotación sobre un cuerpo siempre actúa a través del centroide del volumen desplazado, mientras que el peso lo hace a través del centro de gravedad. Estas características pueden hacer que un cuerpo parcial o totalmente sumergido sea estable o inestable. Un objeto se encuentra en equilibrio estable si un ligero desplazamiento genera fuerzas o momentos que restablecen la posición original del objeto. Un objeto está en equilibrio inestable si un ligero desplazamiento genera fuerzas o momentos que desplazan aún más el objeto. Un objeto se encuentra en equilibrio indiferente si el desplazamiento no genera fuerzas ni momentos. La estabilidad es similar a lo que le sucede a una bola cuando se desplaza ligeramente sobre las tres superficies

10. Jose conde castellar E-84.585.353 Estudiante ingeniería de petróleo (50) i.u.p Santiago mariño mecánica de los fluidos saia