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HIDROSTÁTICA - Coggle Diagram
HIDROSTÁTICA
CARACTERISTICAS
Presión
La hidrostática se basa en el concepto de presión, que es la fuerza ejercida por unidad de área sobre una superficie. La presión en un fluido en reposo es la misma en todas las direcciones y actúa de manera perpendicular a la superficie.
Principio de Pascal
Este principio establece que cuando se aplica una presión en un punto de un fluido confinado e incompresible, esa presión se transmite de manera uniforme en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.
Principio de Arquímedes
Según este principio, un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo. Esto explica por qué los objetos flotan o se hunden en un fluido.
Superficie de nivel
En un fluido en reposo, la superficie libre del líquido en un recipiente abierto o la superficie de separación en un fluido confinado es siempre horizontal y se denomina superficie de nivel. Esto es debido a que la presión en un fluido en reposo depende solo de la profundidad y no de la forma del recipiente.
Presión hidrostática
La presión en un fluido en reposo aumenta linealmente con la profundidad. La relación entre la presión, la densidad del fluido y la aceleración gravitatoria se puede expresar mediante la ecuación de la presión hidrostática: P = ρgh, donde P es la presión, ρ es la densidad del fluido, g es la aceleración gravitatoria y h es la altura o profundidad medida desde la superficie.
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FUNDAMENTO
El principio básico de la hidrostática es que la presión en un punto de un líquido (presión hidrostática) es proporcional a su densidad, la profundidad de ese punto y la gravedad de la ubicación del líquido.
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ELEMENTOS
Estos son algunos de los elementos clave en el estudio de la hidrostática. La comprensión de estos conceptos es esencial para analizar y predecir el comportamiento inactivo de los fluidos.
Fluido
Un líquido es una sustancia que puede fluir y se adapta a la forma del recipiente que la contiene. Puede ser líquido o gas. En hidrostática, se consideran fluidos incompresibles, lo que significa que su densidad no cambia significativamente bajo presión.
Presión
La presión es una medida de la fuerza que actúa sobre una unidad de área. En hidrostática, se refiere a la presión que ejerce un fluido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene o sobre un objeto sumergido en él.
Superficie de nivel
Es la superficie libre de un líquido en reposo en un recipiente abierto. Esta superficie es plana y permanece plana debido a la misma presión en todos los puntos a la misma altura.
Principio de Pascal
Este principio establece que los cambios de presión aplicados a un fluido incompresible se transmiten uniformemente en todas las direcciones del fluido y en todos los puntos. Esto es esencial para comprender cómo funcionan los sistemas hidráulicos.
Principio de Arquímedes
Según este principio, un objeto total o parcialmente sumergido en un líquido experimenta una presión hacia arriba igual al peso del líquido desplazado por el objeto. Esto explica la flotabilidad de los objetos en los líquidos.
Presión hidrostática
Es la presión que ejerce un fluido en reposo debido a su peso. A medida que aumenta la profundidad, la presión aumenta linealmente porque la columna de líquido es más alta que el punto en consideración.
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Teorema de Euler
Consiste en encontrar reiteradamente soluciones ecuaciones diferenciales
de primer orden y conocidos para un rango de valores.
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Teorema de Bernaulli
El principio de Bernoulli establece que dentro de un flujo horizontal de fluido, los puntos de mayor velocidad del fluido tendrán menor presión que los de menor velocidad.
FORMULA
p= densidad del fluido
g= gravedad
P1= presión en la elevación 1
v1= velocidad en la elevación 1
h1= altura en la elevación 1
P2= presión el la elevación 2
v2= presión en la elevación 2
h2= altura en la elevación 2
EJERCICIO.- En la figura, el fluido es agua y descarga libremente a la atmósfera. Para un flujo másico de 15 kg/s, determine la presión en el manómetro.
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Ecuación de continuidad
Es un producto de la ley de conservación de la masa, que establece que una tubería de cualquier sección transversal, mientras no haya deflexión, la cantidad de fluido que ingresa por un extremo debe salir por el otro.
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REFERENCIAS
:star:Mecánica de fluidos. Cengage Learning, 2015. J. Sanny et al.,
:star: Física Universitaria Volumen 1. XanEdu Publishing Inc, 2021.
:star:Física universitaria. Addison Wesley, 1999.
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