Estática de fluidos

ESTÁTICA DE FLUIDOS
La Estática de fluidos estudia los fluidos en equilibrio, aunque el reposo o el equilibrio es una propiedad
microscópica. En realidad, las partículas individuales de un fluido se mueven de una manera continua y
desordenada en virtud de lo que en Física se denomina Agitación térmica, de acuerdo con la teoría cinética de
la materia, pero a efectos mecánicos microscópicos, lo que haremos será ignorar esa agitación térmica.
CONCEPTO DE FLUIDO
Se entiende por fluido como todo sistema material que en reposo solo admite tensiones normales. Los fluidos
también son sistemas materiales continuos que se caracterizan porque carecen de elasticidad, de forma, y se
adaptan a la forma del recipiente que los contiene.
Fluido perfecto: Sistemas materiales continuos en los que no existe resistencia a la deformación, pudiéndose
producir deformaciones sin realizar trabajo.
Fluido real: Aquellos que presentan fuerzas resistentes a las deformaciones, como rozamientos externos o
viscosidad.
Fluidos líquidos: Los fluidos líquidos son incompresibles y poseen un volumen determinado. Las distancias
intermoleculares entre fluidos líquidos permanece constante.
Fluidos gaseosos: Son fácilmente compresibles, por lo que su densidad es función de la presión y de la
temperatura. Tienden a ocupar todo el volumen del que disponen y son muy variables.
CONCEPTO DE PRESIÓN
Experimentalmente se observa que un fluido ejerce siempre sobre cualquier superficie con la que está en
contacto, una fuerza normal a la misma. Esta fuerza será mayor cuanto mayor sea la superficie considerada, de
manera que ante una elevada superficie (s), el fluido ejerce una fuerza (F), que cumple la expresión:
dF = p.dS
siendo la presión:
COMPRESIBILIDAD Y ELASTICIDAD DE VOLUMEN
F
F+F
P
P+P
; Q " coeficiente de compresibilidad
Para que un fluido se mueva hace falta una variación de presión.
VARIACIÓN DE LA PRESIÓN CON LA ALTURA
1
F'
zP
z2 P F
z1
F−F'−P=0
F = p.dS
F'= ( p + dp ).dS
p.dS − ( p + p ).dS − .dS.dz.g = 0
dp = − .z.g
UNIDADES DE PRESIÓN
S.I. = Pa
C.G.S.
1 atm = 760 mmHg = 101.300 Pa = 1.013 mb
S.T.
1 Pa = 10 barias
1 b = 106 barias
1 mb = 103 barias
1 m.c.a. = 9,8.104 barias = 9.800 Pa
105 Pa " 1 atm " 1 bar " 1 kg/cm2 " 10 m.c.a.
FUERZAS SOBRE LAS PAREDES
z dF = p. ds
ds = B. dh
B dF = p.B.dh
La fuerza será mayor con la profundidad de la superficie.
Centro de presiones
2
hc
F
B
como:
PRINCIPIO DE PASCAL
Si la presión aumenta en un punto del líquido, este aumento se transmite a todos los puntos
Ff
Ss
>> 1
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Si se introduce un cuerpo en un fluido, éste experimenta un empuje vertical y hacia arriba equivalente al peso
del fluido desalojado
FE = P
FE
s
P
ds
3