ENERGÍA ESPECIFICA Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

1. Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Extensión Barquisimeto
Ingeniería Civil
Luis Silva C.I: 13.842.559
Mecánica de Fluidos II
Profesor: Pedro Guedez
ENERGIA ESPECIFICA Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO

2. ENERGÍA ESPECÍFICA
La energía específica en la sección de un canal se define
como la energía por peso de agua en cualquier sección de un
canal medido con respecto al fondo del mismo.
La energía específica de una sección de un canal puede ser
expresada como:
Dónde:
d = profundidad a partir de la superficie libre de líquido o
espejo (SSL) hasta la plantilla o fondo del canal.
𝜃 = Ángulo medido a partir de la pendiente del canal
respecto a la horizontal.

3. La energía específica de una sección de un canal con
pendiente pequeña (θ≈0) puede ser expresada como:
Por tanto, la energía total de una sección de un canal (con
z≠0), puede expresarse como:
Dónde:
•H = Energía total por unidad de peso.
•E = Energía específica del flujo, o energía medida con
respecto al fondo del canal.

4. • V = velocidad del fluido en la sección considerada.
• y = presión hidrostática en el fondo o la altura de la
lámina de agua.
• g = aceleración gravitatoria.
• z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota
de referencia.
• α = coeficiente que compensa la diferencia de velocidad
de cada una de las líneas de flujo también conocido
como el coeficiente de Coriolis.

6. CURVA DE ENERGÍA VS TIRANTE
Es interesante observar cómo varía la energía específica con
respecto a la profundidad para un caudal constante. Para
valores pequeños de y, la curva tiende a infinito a lo largo del
eje E, mientras que para valores grandes de y el término de
cabeza de velocidad es despreciable y la curva se aproxima a
la línea de 45°, E=y en forma asintótica. Existe una tercera
rama de la curva, no mostrada en la figura, que corresponde a
las soluciones con tirante negativo sin interés práctico.

7. La curva muestra que para una determinada energía especifica
existen dos valores del tirante llamados tirantes alternos, el
menor y1 y el mayor y2, así como dos valores: v1 y 2. En el
punto C la energía especifica Ec es la mínima con la que se
puede pasar el gasto a través de la sección, y por
consecuencia. Existe un solo tirante y= yc y una solo velocidad
v= vc, de modo que:
Esta corresponde a la condición de flujo en régimen critico.

8. CANTIDAD DE MOVIMIENTO
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o momento
es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que
describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría
mecánica.

9. La cantidad de movimiento desempeña un papel muy
importante en la segunda ley de Newton. La cantidad de
movimiento combina las ideas de inercia y movimiento.
También obedece a un principio de conservación que se ha
utilizado para descubrir muchos hechos relacionados con las
partículas básicas del Universo. La ley de la conservación de la
cantidad de movimiento y la ley de la conservación de la
energía, son las herramientas más poderosas de la mecánica.
La conservación de la cantidad de movimiento es la base
sobre la que se construye la solución a diversos problemas
que implican dos o más cuerpos que interactúan,
especialmente en la comprensión del comportamiento del
choque o colisión de objetos.

10. CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Si con un cuerpo de masa m1 y velocidad v1 se aplica una fuerza
a otro cuerpo de masa m2 y velocidad v2, como por ejemplo, en
un saque de tenis, en ese instante es aplicable el principio de
acción y reacción y tenemos que: m1.v1 = m2.v2 , es decir, la masa
de la raqueta por su velocidad, en el momento del choque, debe
ser igual a la masa de la pelota de tenis por la velocidad que
adquiere.
Enunciando la Ley de conservación de la cantidad de
movimiento dice que en cualquier sistema o grupo de cuerpos
que interactúen, la cantidad de movimiento total, antes de las
acciones, es igual a la cantidad de movimiento total luego de las
acciones.
Σm.v = 0
mi.vi = mf.vf
ΔP = Δp1 + Δp2

11. CHOQUE
Se produce choque entre dos cuerpos cuando uno de ellos
encuentra en su trayectoria a otro y produciéndose contacto
físico.

12. ECUACIÓN DE MANNING
La ecuación de Manning es el resultado del proceso de un ajuste
de curvas, y por tanto es completamente empírica en su
naturaleza. Debido a su simplicidad de forma y a los resultados
satisfactorios que arroja para aplicaciones prácticas, la fórmula
Manning se ha hecho la más usada de todas las fórmulas de
flujo uniforme para cálculos de escurrimiento en canal abierto.
Aplicando la fórmula Manning, la más grande dificultad reside
en la determinación del coeficiente de rugosidad n pues no hay
un método exacto de seleccionar un valor n.

13. ECUACION DE CHEZY
La fórmula permite obtener la velocidad media en la sección
de un canal y establece que:
siendo:
V = velocidad media del agua en m/s
R = radio hidráulico
S = la pendiente longitudinal de la solera o fondo del canal en
m/m
C = coeficiente de Chézy. Una de las posibles formulaciones de
este coeficiente se debe a Bazin
El razonamiento de Chezy se enfoca a determinar cuál es el
valor de la fuerza de la fuerza de fricción = Ff y propone que
esta depende de la rugosidad del material de excavación o de
revestimiento de las paredes del canal, del área de rozamiento,
del cuadrado de la velocidad.

14. Es una expresión del denominado coeficiente de Chezy C
utilizado en la fórmula de Chezy para el cálculo de velocidad
del agua en canales abiertos.
Siendo:
C = coeficiente de Chezy
R(h)= radio hidráulico en m, función del tirante hidráulico h
m= es un parámetro que depende de la rugosidad de la pared
ECUACION DE KUTTER

15. ECUACION DE BAZIN
El ingeniero hidráulico francés H. Bazin propuso una ecuación
de acuerdo con la cual el C de Chezy se considera como una
función de R pero no de S, expresadas en unidades inglesas,
esta ecuación es:
Donde m es el coeficiente de rugosidad y R el radio hidráulico.