FLUIDOS EN MOVIMIENTO

Grpo Expositor: Maria Prieto, Laura Carolina Varon, Katherine Montoya

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PREZI

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CUESTIONARIO

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Los flujos en movimiento

Un fluido es una sustancia formada por moléculas que, en caso de los líquidos, se mantienen unidas por fuerzas de cohesión débiles y que tienen la posibilidad de moverse libremente.

Ejemplos de fluidos en movimiento:

  • El agua
  • El aire

Clases  de fluidos:

FLUIDO LAMINAR:

Si las moléculas de dicho fluido en movimiento siguen trayectorias paralelas.

FLUIDO  TURBULENTO:

Si sus moléculas se cruzan, el fluido se vuelve inestable.

Ejemplo:

Barra de incienso encendida= vemos al comienzo el humo asciende suavemente en una fina columna sin entremezclarse àFLUIDO LAMINAR

Pero luego en un punto más alto la columna se rompe y el humo se difunde en el aire circundante de manera irregular y alteradaàFLUIDO TURULENTO

Un vaso de jugo à El flujo que se presenta es laminar, hasta que este choca con el vaso

DIFERENCIA ENTRE LOS DOS FLUIDOS:

En el laminar, las pequeñas proporciones de fluido se mueven ordenadamente, manteniendo una estructura de capas regulares que no se mezclan entre si, el fluido laminar es estacionario cuando en cada punto de la trayectoria todo pequeño volumen del fluido pasa siempre con la misma velocidad.

CONSIDERACIONES DE LOS FLUIDOS:

  • El flujo es laminar estacionario
  • Los fluidos son prácticamente incomprensibles
  • Los efectos de la fricción sobre los fluidos son despreciables

ECUACION DE CONTINUIDAD:

Cuando un fluido se encuentra en movimiento puede cambiar su velocidad.

Ejemplo:

En un rio el agua avanza lento en los sectores anchos o de mucha profundidad y avanza muy rápido en los sectores angostos o poco profundos.

La velocidad del fluido es mayor en aquellas zonas donde ocupa menor área

Esta relación entre el área y la velocidad de un fluido esta definida por una expresión denominada ecuación de continuidad.

A1 . V1 = A2 . V2

La ecuación de continuidad significa que el producto A . V es constante cuando el liquido fluye atreves del tubo podemos interpretar que cuando el área del tubo disminuye, la velocidad del fluido aumenta.

ECUACION DE BERNOULLI

Los fluidos pueden moverse verticalmente hacia arriba o hacia abajo. Estos hechos se explican a partir del principio de Bernoulli.

PRINCIPIO DE BERNOULLI:

En un flujo la suma de la presión, la energía cinética por unidad de volumen, se mantiene constante, a lo largo de una línea de corriente.

½ . p . V2 + p . g h + p = constante

Esta ecuación, enunciada por el matemático y físico Suizo Daniel Bernoulli (1700-1782), se conoce como ecuación de Bernoulli. Se tiene que cuando un fluido fluye siempre a la misma altura, en los puntos en los cuales la velocidad es mayor, la presión es menor. A partir de este resultado se explica el movimiento curvo, continuamente llamado “tiro en efecto”, que describe en algunos casos un balón de futbol.

En este caso, cuando el balón gira, arrastra consigo una fina capa de aire por efecto de fricción y, como al mismo tiempo, el balón de traslada, el flujo de aire se produce en la dirección inclinada por las líneas de flujo, siendo la velocidad del aire, respecto al balón mayor a un lado que al otro. De acuerdo con la ecuación de Bernoulli en la región de mayor velocidad, en la cual las líneas de flujo están mas cerca entre si, la presión es menor que en la región de menor velocidad. Por consiguiente, el balón experimenta fuerza y desvía de su trayectoria recta.

APLICASIONES DE LA ECUACION DE BERNOULLI

EL TUBO DE VENTURI: Una de las formas utilizadas para medir la velocidad en el interior de un fluido, es mediante un instrumento conocido como tubo de venturi. El funcionamiento de este tubo se basa en el principio de Bernoulli y mide las velocidades a partir de las diferencias de presión entre el sector mas ancho y mas angosto del tubo.

½ . p . V2 + p= constante

L expresión indica que cuando la velocidad aumenta , la presión disminuye. Como en el estrechamiento la velocidad es mayor, la presión es menor y, en consecuencia, si el tubo esta provisto de dos tubos abiertos en cada región, se observa una diferencia de alturas en las dos columnas de liquido.

EL TEOREMA DE TORRICCELLI

Cuando a un recipiente que contiene un líquido se le practica un orificio en una de sus paredes, el líquido sale por el orificio con determinada velocidad.

Como V1 = 0 y la presión en ambos puntos es la presión atmosférica Patm, tenemos:

P . g . h1= ½ . p . V2 + p . g . h2

G . h1 = ½ . V2 + g . h2

V = 2. G . (h1 – h2)

A simplificar p

La expresión obtenida para la velocidad de salida del agua por el orificio se conoce como teorema de Torricelli.

VISCOSIDAD

Loa líquidos  se adaptan a la forma del recipiente que los contiene y los gases llenan el espacio en el que están contenidos, pero unos lo hacen con mayor facilidad que otros, es decir, se puede, hablar de grados de fluidez. Por ejemplo el aceite fluye más lentamente que el agua y la miel más lentamente que el aceite.

La resistencia de fluir, o derramarse, que presentan los fluidos es una propiedad llamada viscosidad. Los fluidos más viscosos fluyen más lentamente y también es más difícil mover objetos a través de ellos.

La viscosidad aumenta, con la presión. Si se comprime un liquido, la presión hace que se reduzcan los espacios entre sus moléculas y el movimiento de estas se dificulta. Lo mismo ocurre cuando un objeto empuja un líquido al tratar de atravesarlo. En cambio, el aumento de temperatura hace que los líquidos fluyan con más facilidad, debido a que los líquidos se dilatan al calentarse y sus moléculas se separan.

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