7/17/2019 Historia de La Mecánica de Fluidos y La Hidráulica

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Historia de la mecánica de fluidos y la hidráulica

Primeras civilizaciones La necesidad de emprender grandes

trabajos hídricos que sustentaran a la

agricultura fundamentó los

primeros Estados (en lo que historiadores

como Marx han dado en llamar despotismohidráulico), al requerir la cooperación de

gran cantidad de personas de forma

coordinada

Arquímedes Escribió Hidrostática, el primer tratado

científico sobre fluidos !ambi"n formuló,

aunque no en su enunciado moderno, el

principio de que la fuer#a ejercida porlíquido sobre un cuerpo sumergido depende

del peso del líquido desalojado, ho$

llamado %rincipio de &rquímedes en su

honor

Ingeniería grecorromana Los ingenieros griegos introdujeron el restode dispositi'os preindustriales de ele'aciónde agua en particular los que in'estigaron

el mo'imiento de la rueda $ la acción debombeo Los in'entos griegos inclu$enla rueda hidráulica con cuerpocompartimentado $ llanta

Los romanos, si bien no destacaron enciencias teóricas como los griegos fueronunos capaces ingenieros que desarrollaronen gran escala numerosas aplicaciones, lamecánica de fluidos en tanto quelas cal#adas romanas exigieron

numerosos puentes (generalmenteconstruidos apo$ando un plano sobre unarco) $ su a'an#ado urbanismo hi#onecesarios los acueductos en las ciudades

Le edad oscura upuso un largo periodo de estancamiento

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en el análisis científico de los fluidos

Muchas obras clásicas se pierden $

desaparecen los grandes centros de

formación de la antig*edad como

la &cademia de &tenas (cerrada en el +-

por pagana) o la.iblioteca de &lejandría (arrasada por cristianos en el

/-0 $ por musulmanes en el 12) .uena

parte de los a'ances científicos, inclu$endo

la mecánica de fluidos $ las matemáticas

necesarias desaparecen

Los conocimientos que per'i'en se centran

en los monasterios, que copiando algunos

manuscritos antiguos mantienen los restos

del saber clásico en la 3ristiandad, $ en elmundo árabe, que recopila t"cnicas de las

tierras que conquista $ desarrolla la

ingeniería hidráulica

Los científicos del Renacimiento:

fundamentos de una mecánica

moderna

1.-

2.-

1! Leonardo da "inci e interesó porla hidrodinámica $ por el cruce de corrientesentre los ríos &rno $ Mensola, siendo elprimero en relacionar la 'elocidad del fluidocon la sección que lo lle'a e trata de unaaproximación en al que se considera

constante el caudal que atra'iesa unasección del flujo, supusición habitualen fluidos incompresibles como el agua

 &sí, se puede 'er como la 'elocidad de unrío aumenta en un estrechamiento o secalma ante un ensanchamiento

#! $alileo $alilei demostró que ladiferencia de presión entre dos puntos deun fluido en reposo depende solo de la'ariación de altura e trata de la segunda

gran base necesaria, tras el trabajo de &rquímedes, para la fluidostática4 el líquidoen la parte inferior de un depósito soporta elpeso de la columna de fluido encima su$o,con lo que la presión se incrementa con laprofundidad El cálculo de las fuer#asejercidas contra las paredes deun depósito o una presa se puede deducir a

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partir de esta le$

%! &vangelista 'orricelli Es famosopor haber medido la presión de la

atmósfera con un manómetro de mercurio,lo que hace que muchas 'eces se cono#cacomo torricelli otorr a una unidad de presiónequi'alente a un milímetro de mercurio5olcando un tubo de mercurio en unacubeta, medía la altura que el fluidoalcan#aba por efecto de la presión de laatmósfera sobre la superficie del líquido enla cubeta, que se igualaba dentro del tubopor la presión que pro'ocaba el peso delfluido

(laise Pascal u trabajo en mecánica defluidos se centró en clarificar el conceptode presión, requisito necesario paracon'ertir la fluidoestática en una cienciacoherente Enunció el principio de %ascal,que dice que la presión es independiente dela dirección, contribu$endo a diferenciarlodel concepto íntimamente ligado de tensión

 Isaac )e*ton El trabajo de 6e7ton fue esencial para elestablecimiento de una mecánica de fluidosmadura, tanto por la creación del cálculointegral $ diferencial, necesario paraexpresar matemáticamente la física comopor establecer las le$es de 6e7ton $ sentar las bases de la mecánica dando a fuer#as $momentos su sentido actual6e7ton además trabajó tambi"n en una le$de la 'iscosidad, que definió el concepto enla mecánica de fluidos a tra'"s de larelación del esfuer#o cortante $ la tasa dedeformación del fluido &quellos fluidos conun esfuer#o cortante lineal a la tasa dedeformación se llaman newtonianos enhonor a este trabajo !ambi"n establecióuna le$ para la con'ección en un fluido, queabrió el comien#o a las consideracionest"rmicas en el seno de un fluido

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La mecánica de fluidos

+aniel (ernoulli e le acredita el haber

escrito el primer manual de mecánica defluidos (Hydrodynamica) pero sobre todo elhaber enunciado (si bien su forma modernasería posterior) la Ecuación de .ernoulli,que liga la energía cin"tica, potencial $ lapresión de un fluido de forma aproximada $permite facilitar mucho los cálculos

Leonhard &uler  &demás de contribuir aldesarrollo de la teoría matemáticasub$acente a la física dió las formasactuales de la ecuación decontinuidad (anali#ando la conser'ación dela masa) $ la del momento lineal(anali#andolas fuer#as $ el mo'imiento que causan),dando lugar a las ecuaciones de Euler , queposteriormente serían la base de las de6a'ier8to9es

,ose-h Louis Lagrange En mecánica defluidos desarrollo el enfoque lagrangiano,en contraposición al euleriano $ basandoseen posiciones en 'e# de partículas :io alaecuación de .ernoulli su forma moderna apartir de las ecuaciones de Eule

Pierre!.imon La-lace dio en 0;<1 laexplicación matemática de la ho$llamada Le$ de Laplace (aunque !homas

=oung había explicado un a>o antes elfenómeno de forma cualitati'a $ no fuehasta 0;/< que ?auss unificara sustrabajos0 por lo que algunos autoreshablan de Le$ de =oung8Laplace o =oung8Laplace8?auss), que permite explicarel ascenso capilar  (de 'ital importancia enterrenos, plantas $ en el sistema circulatorio

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$ pulmonar) así como los fenómenosde meniscos $ burbujas !ambi"n fue elprimero en lograr explicar las mareas,gracias a los efectos gra'itatorios de la lunasobre los oc"anos

Augustin Louis /auchy u trabajo enla mecánica de medios continuos, quecontiene a la de fluidos, le lle'ó a demostrar que cualquier mo'imiento puededescomponerse como una traslación, unarotación $ una deformación, lo que es labase de la cinemática de fluidos

,ean le Rond d0Alemert 3olaboró en elcampo de la mecánica de fluidos, siendoparte del desarrollo de la teoría matemáticadel flujo ideal, que explica las fuer#as entorno de cuerpos sumergidos en unacorriente :@&lembert introdujo definicionescomo la de punto de remanso $ planteóla paradoja de :@&lembert, que muestra laslimitaciones de ese modelo4 las simetríasque d@&lembert obser'ó hace que se anulela fuer#a resultante en el eje A

Las ecuaciones de )avier!.to2es: lamadurez de la fluidodinámica

Las ecuaciones unen la ecuación diferencial'ectorial de la cantidad de mo'imiento conla ecuación de continuidad, una forma de laecuación de la energía $ dos ecuacionestermodinámicas para crear un sistemadeterminado 6o se conoce sin embargobajo que condiciones existe solución Bnica,siendo desde la formulación de lasecuaciones hasta ho$ en día uno de losma$ores problemas abiertos de lasmatemáticas por el que el 3la$Mathematics Cnstitute ofrece un premio deun millón de dólares (%roblemas delMilenio)

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,ustificaci3n de selecci3n de actividades de a-rendiza4e

D plasmar el desarrollo de la mecánica de fluidos e hidráulica

D Elaborar una tabla resumen con las propiedades físicas de los fluidos

La selección de acti'idades las comprendimos para tener $ entender el desarrollo

de la hidráulica atra'es del tiempo comprendiendo que es $ ha sido de 'ital

importancia en la sociedad $ el desarrollo humano $ tecnológico, $a que estos

estudios se dieron conforme al trabajo empírico $ desarrollando atra'es dein'estigación $ recreación científica para así determinar el manejo de fluidos $

comportamiento de los mimos, $ a su 'e# poderlos utili#ar para el desarrollo

humano de manera más adecuada al medio espacio tiempo

El reconocer que los fluidos tienen propiedades características una de ellas es que

solo pueden ser contenidos no tiene forma, la adquieren al siendo introducidos

aun cuerpo, presentan grados de 'iscosidad, densidad, $ que a su 'e# estas

características las podemos usar de manera Btil en obras de ingeniería, como al

desarrollar un puente el cual de acceso pero que este est" montado en un lugar

donde la densidad del agua la presión de la misma nos afectaran en cierto grado

poder contrarrestar en menor forma aquel esfuer#o que puedan causar

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PROPIEDADES MECANICAS DE LOS FLUIDOS

PROPIEDAD DESCRIPCION 

+ensidad

e define como la masa por unidad de 'olumen us

unidades en el sistema internacional son 9gFm/ G %ara

un fluido homog"neo, la densidad no 'aría de un punto

a otro $ puede definirse simplemente mediante

Peso es-ecifico El peso específico se define como el peso por unidad de

'olumen En el sistema internacional sus unidades son

6Fm/G

"olumen es-ecifico e denomina 'olumen específico al 'olumen ocupado

por la unidad de masa

Presi3n La presión en un punto se define como el 'alor absolutode la fuer#a por unidad de superficie a tra'"s de una

peque>a superficie que pasa por ese punto $ en el

sistema internacional su unidad es el %ascal (0 %aH0

6Fm)

+ilataci3n '5rmica e caracteri#a por el coeficiente de dilatación de

'olumen, que representa el aumento relati'o del

'olumen producido por un aumento de la temperatura

"iscosidad La 'iscosidad resistencia al mo'imiento del fluido $ tiene

un papel análogo al del ro#amiento en el mo'imiento de

los sólidos La 'iscosidad está siempre presente enma$or o menor medida tanto en fluidos compresibles

como incompresibles, pero no siempre es necesario

tenerla en cuenta

/om-resiilidad e caracteri#a por el coeficiente “k I, que representa la

disminución relati'a del 'olumen por unidad de aumento

de presión us unidades son de in'ersa de 

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Instituto Tecnológico e Ce!!o

A"ul

Integrantes de equipo:

Gómez Pereyra Yosef Fernando.Piedad Juárez Carlos.

 Treo Castellanos Jos! "ntonio.

#ateria: $idráuli%a &ási%a.'nidad (.) $idrostáti%a.

"%ti*idades de aprendizae.

#aestro: ing. $omero +ópez ,án%-ez.

Carrera: ingeniera %i*il.

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Cerró azul /era%ruz 01(2.