fluidos hidraulicos

1. PROPIEDADES
FUNDAMENTALES
DE LOS LIQUIDOS

2. ESTADOS DE LA MATERIA
 Sólido: forma y tamaño fijos
 Líquido: adopta la forma de su envase.
 Gas: no tiene forma ni volumen fijos.
 Fluidos: líquidos y gases

3. DENSIDAD
 Propiedad característica de la materia.
 Masa por unidad de volumen.
V
m
D =

4. DENSIDAD
 La unidad internacional de densidad es
(kg / m3
)
Densidad del agua = 1000 (kg / m3
)
= 1 (g/cm3
)

5. PRESION
 Es la fuerza por unidad de área.
 Cuociente entre la fuerza ejercida y el área
perpendicular sobre la cual se ejerce.
 (N / m2
) = (Pa) : Pascal
A
F
p =

7. PRESION EN UN LIQUIDO
 Principio de Pascal: Un líquido ejerce en un
punto una presión en todas direcciones con la
misma intensidad.

8. Principio de Pascal

9. PRESION EN UN LIQUIDO
 La fuerza debido a la presión de un fluido en
reposo siempre actúa en dirección
perpendicular a cualquier superficie que esté
en contacto con él.

10. Fuerza debido a la presión

11. PRESION EN UN LIQUIDO
 La presión dentro de un líquido en reposo
llamada “presión hidrostática” en un punto a
la profundidad “h” bajo la superficie de un
líquido, es directamente proporcional a la
profundidad.

12. PRESION EN UN LIQUIDO
 La presión dentro de un líquido en reposo es
directamente proporcional a la densidad del
líquido.

13. Presión hidrostática
 P h
= D g h
 P h
= Presión hidrostática.
 D = Densidad del líquido.
 h = Profundidad.

15. Presión atmosférica
 La presión atmosférica, al nivel del mar, en
promedio es de 1,013 x 105
(N/m2
).
 Este valor se usa para definir otra unidad de
presión de mayor uso: la atmósfera(que se
abrevia atm).

16. Presión absoluta
 la presión absoluta "p" en el interior de
cualquier líquido en equilibrio está dada por
la ecuación fundamental de la hidrostática:
 p = p a
+ D g h

17. Principio de Arquímedes
 Establece que todo cuerpo, total o parcialmente sumergido
en un fluido, es empujado hacia arriba por una fuerza igual
al peso del fluido desplazado por el cuerpo. La fuerza
ejercida por el fluido se conoce como fuerza de flotación o
empuje hidrostático.

 Esto significa que el cuerpo sumergido en un fluido
parecerá más liviano que en el vacío, en una cantidad igual
al valor del empuje ejercido por el fluido.

18. Principio de Arquímedes
 La fuerza de flotación se calcula mediante la ecuación:
 E = D f
g V
 D f
es la densidad del fluido
 V es el volumen del cuerpo parcial o totalmente
sumergido.

19. Principio de Arquímedes

21. HIDRODINAMICA
 Es el estudio de los fluidos en movimiento.
 Movimiento de un objeto dentro de un
fluido.
 La velocidad de un fluido está relacionada
con el área que atravieza.

22. Ecuación de continuidad
 La velocidad de un fluido es inversamente
proporcional al área que atravieza.
 “ecuación de continuidad”
 A 1
v 1
= A 2
v 2

23. Ecuación de continuidad

24. CAUDAL O GASTO
 equivale al volumen de fluido que pasa por
una determinada sección en cada unidad de
tiempo.
 se define operacionalmente mediante el
cuociente:
 Q = V / ∆t

25. PRINCIPIO DE BERNOULLI
 Es una consecuencia de la ley de conservación de la
energía.
 La velocidad de un fluido depende de la presión y
de la altura a la cual se encuentre.

26. PRINCIPIO DE BERNOULLI
 p + D v2
/ 2 + D g h = Constante
 p 1
+ D v1
2
/ 2 + D g h 1
= p 2
+ D v2
2
/ 2 + D g h 2

27. Principio de Bernoulli

28. Problema 1)
 Determine la presión ejercida sobre el piso por
una persona de 50 (kg) que se para sobre un tarro
cuya base es 200 (cm2
).
 Resp: 2,45 (N/ cm2
)

29. Problema 2)
 ¿Cuánto es la presión absoluta que soporta un buzo
que se sumerge en el mar a 20 metros de
profundidad, si la densidad del agua de mar es 1025
(kg / m3
)?
 Resp: 302.200 (N/m2
)

30. Problema 3)
 ¿Cuál es el peso aparente de una muestra de roca
sumergida en el agua, si en el aire pesa 54 (N) y
tiene un volumen de 2300 (cm3
)?
 Resp: 31,5 (N)

31. Problema 4)
 Un cajón que mide 1(m) de largo por 80(cm) de ancho y 50
(cm) de alto se encuentra en el fondo de un lago a 30(m) de
profundidad. Para levantarlo se ejerce una fuerza de
1.900(N).
a) ¿Cuánto es el volumen del cajón?
b) Determine el peso real del cajón.
 Resp: a) 0,4 (m3
) ; b) 594 (kp)

32. Problema 5)
 El radio de la aorta de un hombre es de 1 (cm) y la
salida de sangre del corazón es de 5 (litros/ min).
¿Cuál es la velocidad media de flujo en la aorta?
 Resp: 26,5 (cm /s)

33. Problema 6)
 Se bombea gasolina con un gasto de 0,5
(litros / seg.). ¿Cuánto tiempo se necesita
para llenar un estanque de 60 litros?
 Resp: 2 minutos.

34. Problema 7)
 Un líquido de densidad 950 (kg/m3
) fluye a 0,8 (m /s) por
un tubo horizontal, en el cual la presión es 400 (Pa). En otra
sección del tubo, la presión del líquido es 600 (Pa). ¿Cuánto
es la velocidad del líquido en la segunda sección del tubo?
 Resp: 0,47 (m/s)

35. Problema 8)
 En el sistema de calefacción central de una casa, el agua se
bombea a una velocidad de 0,5 (m /s) a través de un tubo de
4 (cm) de diámetro en el sótano, a una presión de 3 (atm). El
agua circula en el segundo piso a través de un tubo de 2,6
(cm) de diámetro, ubicado a una altura de 5 (m) con
respecto al sótano.
 a) ¿Con qué velocidad circula el agua en el segundo
piso?
 b) ¿Cuánto es la presión del agua en el segundo piso?
 Resp: a) 1,2 (m /s) ; b) 254.000 (Pa)