Principio de Arquímedes, Ecuaciones de Continuidad y Bernoulli.

Presentación del tema: "Principio de Arquímedes, Ecuaciones de Continuidad y Bernoulli."— Transcripción de la presentación:

1 Principio de Arquímedes, Ecuaciones de Continuidad y Bernoulli.

2 Presión de un fluido Presión depende de la profundidad FIS109C – 2: Física para Ciencias 1 er semestre 2014 Fuerza es proporcional al área donde se aplica la presión

3 Flotabilidad y principio de Arquímedes

4 Empuje o fuerza de flotación es la fuerza que ejerce el fluido sobre el objeto hacia arriba Su valor corresponde al peso del volumen del fluido desplazado por el objeto. Flotabilidad y principio de Arquímedes

5 ¿Por qué flota un objeto?

6 La fuerza de flotación sobre un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. Arquímedes (287-212 aC) Nota: si el objeto está parcialmente sumergido, lo que importa no es el volumen total del objeto sino el volumen sumergido. Densidad del fluido Volumen del objeto Flotabilidad y principio de Arquímedes

7 Flotabilidad: Fuerza Neta

8 Si el cuerpo NO está totalmente sumergido

9 Fluidos en movimiento Hasta ahora hemos considerado fluidos en reposo. Ahora estudiamos fluidos en movimiento: hidrodinámica. Hay dos tipos de flujo: flujo laminar flujo turbulento

10 Flujo Laminar Flujo Laminar: es el flujo uniforme, donde capas vecinas del fluido se deslizan entre sí suavemente. Todas las partículas de una capa siguen la misma trayectoria (línea de flujo). Las trayectorias de dos capas no se cruzan.

11 Flujo Turbulento Flujo Turbulento: es el flujo donde no existen capas definidas y el material se mezcla continuamente. Las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos.

12 La Ecuación de Continuidad En dinámica de fluidos, el principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. Aunque Bernoulli dedujo que la presión disminuye cuando aumenta la velocidad del flujo, fue Leonhard Euler, quien derivó la ecuación de Bernoulli en su forma habitual en 1752. El principio solo es aplicable a los flujos isentrópicos, es decir, cuando los efectos de los procesos irreversibles, como la turbulencia y los procesos no adiabáticos, como la radiación de calor, son pequeños y pueden despreciarse.dinámica de fluidoslínea de corrienteDaniel BernoulliHidrodinámica1738viscosidadrozamientoenergíaLeonhard Eulerisentrópicosturbulenciano adiabáticos

13 La Ecuación de Continuidad

14 Ecuación de Continuidad

15 Ecuación de Bernoulli Flujo Laminar, fluido incompresible.

16 El fluido de la izquierda empuja y efectúa un trabajo de En el punto (2), Éste último es negativo porque estamos considerando el trabajo efectuado sobre la sección (1) de fluido. Flujo Laminar, fluido incompresible. Ecuación de Bernoulli

17 Flujo Laminar, fluido incompresible. Ecuación de Bernoulli

18 El trabajo neto es entonces, De acuerdo con el teorema de trabajo-energía, esto es igual al cambio de su Energía Cinética: Sustituyendo Ecuación de Bernoulli

19 Finalmente, reordenando, Ésta es la ecuación de Bernoulli y es una expresión de conservación de energía: Observaciones: Si no hay flujo Ecuación de Bernoulli

20 Aplicaciones de la Ecuación de Bernoulli El avión La trayectoria curva El atomizador

21 Resumen  Flotabilidad y Principio de Arquímedes  Ecuación de Continuidad  Ecuación de Bernoulli