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MECÁNICA DE FLUIDOS

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MECÁNICA DE FLUIDOS

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  1. MECÁNICA DE FLUIDOS Presentación elaborada por: Profa. Deyni Azucena Zavala

  2. INTRODUCCIÓN Los fluidos desempeñan un papel crucial en muchos aspectos de la vida cotidiana. Los bebemos, respiramos y nadamos en ellos; circulan por nuestro organismo y controlan el clima. Un fluido es cualquier sustancia que puede fluir, sean estos líquidos o gases. Los fluidos ejercen fuerza sobre las paredes de los recipientes que los contienen. Esas fuerzas actúan sobre áreas definidas y originan una condición de presión.

  3. DENSIDAD • La densidad de algunos materiales varía de un punto a otro dentro del material; ejemplo de ello son la atmósfera terrestre (que es menos densa a mayor altitud) y los océanos (que son más densos a grandes profundidades). En conclusión, la densidad de un material depende de los factores ambientales como la temperatura y la presión. • Para medir la densidad en un fluido utilizamos la siguiente fórmula: D= m (kg/m3) D= densidad V m= masa V= volumem

  4. Densidades de algunas sustancias comunes

  5. Ejemplo 1 Un tanque cilíndrico de gasolina tiene un volumen de 3.39 m3. ¿Cuántos kilogramos de gasolina es capaz de almacenar el tanque? D = m m = DV V m = (680 kg/m3)(3.39 m3) m = 2,305 kg

  6. Ejemplo 2 ¿Qué volumen ocupan 0.4 kg de Alcohol? ¿Cuál es el peso de este volumen? D = m V=m w= mg V D w= (0.4kg)(9.8m/s2) V= 0.4kg w= 3.92 N 790kg/m3 V= 5.06 x 10-4m3

  7. PRESIÓN DE FLUIDOS Los fluidos ejercen presión en todas direcciones. De igual manera que los grandes volúmenes de objetos sólidos ejercen grandes fuerzas contra el lugar que los soporta. Los fluidos ejercen gran presión al aumentar la profundidad. La fuerza ejercida se debe a los choques de las moléculas en movimiento con su entorno. Para calcular la presión ejercida por un fluido aplicamos la siguiente ecuación: F= Fuerza ejercida P = F = Dgh (Pa) A= Área de contención A D= Densidad g = Gravedad h= Profundidad

  8. B) P = F A F = PA F = (2.6 x 106 Pa)(0.07m2) F = 1.8 x 105 N

  9. Ejemplo 1 Se diseña una campana de buceo que resista la presión del mar a 250 m de profundidad. A) Cuál es la presión a esa profundidad? B) ¿Qué fuerza exterior ejerce el agua y el aire sobre una ventanilla de 0.07 m2 a esta profundidad. A) P = Dgh P = (1.03 x 103 kg/m3)(9.8 m/s2)(250 m) P = 2.6 x 105 Pa 1Pa= 1 N/m2 1N= 1 kg*m/s2

  10. Ejemplo 2 Una vagoneta vacía ejerce una fuerza de 16.5 kN. Cada neumático tiene una presión de 205 kPa. Calcule el área de contacto total de los neumáticos con el suelo. P= F A= F A P A= 16,500 N . 2.05 x 105 Pa 1Pa= 1N/m2 A= 0.08 m21m2= 1N/Pa