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MECANICA DE LOS
FLUIDOS
Ing. Alejandro Mayori
2 ESTATICA DE FLUIDOS
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2. ESTATICA DE FLUIDOS 2.1. Introducción
• En el interior de los fluidos hay presiones que ejercen fuerzas sobre solidos con los que están en contacto
• Por ejemplo para diseñar una presa se debe calcular la fuerza que soporta por el agua del almacenamiento
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- Fluido ejerce fuerza perpendicular a la superficie de los cuerpos - La presión magnitud escalar y es una característica del punto del fluido en equilibrio.
2.2 Presión de un Fluido
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Es la fuerza x unidad área que ejerce un fluido en equilibrio sobre un cuerpo sumergido.
2.3 Presión
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bar
N/mm²
kp/m²
kp/cm² (=1 at)
atm
Torr
1 Pa (N/m²)
10-5
10-6
0102
0.102×
10-4
0.987×
10-5
0.0075
2.3 Unidades de Presión
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- Considérese un recipiente muy delgado de sección cte. A que contiene un liquido hasta una altura h - El fluido ejerce sobre el solido sobre el que descansa una presión de :
Peso = Vol γ = A h γ Presion = Peso / Area Presion = A h γ / A = h γ
2.4 Presión en líquidos
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( S·dy)g+pS=(p+dp)S dp = ·g·dy
2.4 Presión en líquidos
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Integrando
p=p0 + g h
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- La altura de presión h se define como la presión sobre su peso especifico
- La altura de presión tiene unidades de longitud
h = p / γ = h γ / γ = h
2.5 Altura de Presión
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Número de choques por segundo de las
partículas sobre la pared de un recipiente
2.6 Presión en Fluido Compresible
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- A diferencia de los líquidos la presión no se debe al peso del Gas
- Gas ocupa todo el volumen que se le ofrece
En 1 el gas ejerce una fuerza mayor sobre la
pared del deposito a
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La presión a la que se encuentra un gas
varía de manera inversa al volumen
P1 V1 = P2 V2 = cte.
2.6 a Ley de Boyle Mariotte
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Temperatura a la que se encuentra el gas varía de manera proporcional al volumen
cteT
V
T
V
2
2
1
1
2.6 b Ley de Charles y Gay Lussac
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2.7 Presión Atmosférica
Presión en el aire alrededor nuestro
A nivel del mar p = 1,033 kg/cm2 p = 101,3 Kpa p = 1 Atm p = 760 mm hg
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Presión atmosférica cae 1 mm cada 11 metros Techo edificio 20 pisos (60 m) presión cae 5 mm
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2.8 Presión Absoluta y Manométrica
- Cuando la presión se mide en relación a un vacío perfecto, se llama presión absoluta - Cuando se la mide con respecto a la presión atmosférica, se llama presión manométrica.
Presión absoluta
p = p atm + ρ g h Presión manométrica
p = ρ g h
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CLASIFICACION DE LA PRESIÓN
• Presión Atmosférica
• Presión Hidrostática
• Presión Manométrica
• Presión Total
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Al nivel del mar el mercurio alcanza una altura h = 0.76 m
Instrumentos miden presión atmosférica
2.9 Barómetros
a) Barómetro de Torricelli
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Vo = π r2 l po = patm Vf = π r2 (l-x) pf = patm+ ρg(h-x)
Aire gas ideal Ley
de Boyle Mariotte
po Vo = pf Vf
patm = ρg(h-x)(l-x)/x
b) Barómetro
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2.10 Piezómetros y Manómetros
- Piezómetro Instrumentos se utilizan para medir la presión (nivel) del agua subterránea así como en tuberías, en vasos comunicantes, etc.
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2.10 Piezómetros y Manómetros
- Miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica
- Manómetro de dos ramas abiertas
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Manómetro Aneroide
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Aplicaciones a) La paradoja hidrostática
- Vasijas comunicadas líquido alcanza el mismo nivel
- Error creer mayor presión en su base aquel
contuviese mayor volumen de fluido.
- La presión depende profundidad no forma vasija.
- Altura igual la presión igual. Sistema en equilibrio.
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b) La prensa hidráulica
La presión en la base es la misma
P = F1/S1 + gh = F2/S2 + gh
F1 = F2xS1/S2
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b) La prensa hidráulica
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c) Manómetro de Tubo vertical
pgas = p0 + gh
La presión en A y B es la misma
pA = po + gh = pB