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Teorías del movimiento oceánico - Coggle Diagram
Teorías del movimiento oceánico
Mecánica de fluidos
Especializada en el estudio del comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento
La Hidroestática conforma la rama de la mecánica de los fluidos que estudia a dichos fluidos en reposo
Segunda Ley de Nweton
Aspectos de la Dinámica de Fluidos en la Geofísica
La ecuación que describe el movimiento en el océano se deriva de la Segunda Ley de Newton, la cual expresa la conservación del momento (es decir, el producto de masa por velocidad).
Fuerza = masa por aceleración, o
F = m a
La fuerza de Coriolis es una fuerza aparente y existe sólo para un observador en un sistema de referencia en rotación.
Clasificación de fuerzas para la oceanografía
Fuerzas externas: (ejercidas sobre los contornos del fluido)
Fuerzas internas: (ejercidas sobre todas las partículas de agua)
Movimiento Inercial
Si a una porción de agua se le comunica algo de momento (la porción de agua es empujada) y luego no se le perturba más, la única fuerza que actúa sobre ella es la de Coriolis.
La Segunda Ley de Newton entonces estipula que la porción de agua debe acelerar constantemente.
La aceleración toma la forma de un cambio constante de dirección. El resultado es que la porción de agua se mueve sobre una circunferencia.
Derivada Total
La conservación de la masa de un fluido en su movimiento está dado por la ecuación de
continuidad.
La derivación para la conservación de la sal es similar a la de la conservación de la masa. Como la
salinidad no tiene dimensiones el producto (Sρ) tiene unidades de masa por unidad de volumen
Explícita en la derivación de las ecuaciones de conservación para la masa y la sal está la idea de que los cambios en salinidad y densidad dentro del volumen se deben solamente al flujo que entra y sale, o sea a la advección.
Además de a través de la advección, el calor y la sal son transportados por los procesos moleculares.
Lagrangiana y Euleriana
La especificación
lagrangiana
del campo de flujo es una forma de mirar el movimiento del fluido donde el observador sigue una parcela de fluido individual mientras ésta se mueve a través del espacio y el tiempo
Trazando la posición de una parcela individual a través del tiempo, se obtiene la línea de corriente de la parcela. Esto puede ser visualizado como sentarse en un bote e ir a la deriva por un río.
La especificación
euleriana
del campo de flujo es una forma de mirar el movimiento del fluido que se centra en lugares específicos en el espacio a través del cual fluye a medida que pasa el tiempo.
Esto puede ser visualizado como sentarse en la orilla de un río y ver el paso del agua por la ubicación fija.
En general, tanto la especificación
lagrangiana y euleriana
del campo de flujo pueden aplicarse en cualquier marco de referencia del observador y en cualquier sistema de coordenadas usado dentro del marco de referencia elegido.
Ecuación de Navier Stokes
La segunda Ley de Nwton debe modificarse para incluir los efectos de la rotación terrestre, las fuerzas que actúan sobre el fluido son: variaciones de presión en el fluido, la fuerza de gravedad, y la fricción
Esta ecuación permite predecir el campo de velocidades de un fluido en función de los campos de densidad, presión, y geopotencial.
Movimiento de rotación
El movimiento de cambio de orientación de un sólido extenso de forma que, dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un punto fijo.
La circulación del vector velocidad a lo largo de una línea. L definida en el seno de un fluido se define como Cuando la línea L es cerrada, aplicando el teorema de Stokes resulta siendo S una superficie cualquiera que se apoya en L y n el vector unitario normal a cada elemento de superficie, con sentido positivo hacia el lado de la superficie desde el que se ve recorrer la línea L en el sentido opuesto al de las agujas del reloj.
