Presentación inicial de Física con el tema Mecánica de Fluidos.

1. FLUIDOS
Q.C.B. MIZRAIM RODRÍGUEZ

2. FLUIDOS
2

3. FLUIDOS
3

4. FLUIDOS
FLUIDOS
4
Aquella sustancia que sufre una deformación
continua cuando se le aplica un esfuerzo
cortante muy pequeño.
• No tienen forma definida.
• Se adaptan a la forma de los recipientes que los
contienen.
• Son compresibles, en cierto grado.
• Ofrecen poca resistencia a los cambios de forma.

5. PROPIEDADES
FLUIDOS
5
1. Compresibilidad:
• Propiedad de la materia a la cual se debe que todos los
cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una
presión o compresión determinada manteniendo
constantes otros parámetros.
• Compresible: Cambios de volumen demasiado grande,
mostrando una variación significativa de la densidad como
resultado de fluir, esto sucede cuando la velocidad del flujo es
cercana a la velocidad del sonido.
• Incompresible: Si la densidad permanece aproximadamente

6. PROPIEDADES
FLUIDOS
6
2. Viscosidad:
• Medida de resistencia al desplazamiento de un
fluido cuando existe una diferencia de presión.
La resistencia que presentan las sustancias para
fluir y sufrir deformaciones.
• Temperatura: Mayor temperatura, en líquidos
disminuye, mientras que la de los gases aumenta.
• Presión: La viscosidad de los gases suele aumentar
ante un aumento de la presión.

7. PROPIEDADES
FLUIDOS
7
3. Tensión Superficial:
• Es la cantidad de energía necesaria para aumentar
su superficie por unidad de área, causada por la
atracción entre moléculas semejantes​.
• La tensión superficial hace que la superficie libre de
un líquido se comporte como una fina membrana
elástica muy débil y delgada que puede estirarse al
aplicársele una pequeña fuerza e incluso puede
llegar a romperse.
• Temperatura: Mayor temperatura, en líquidos

8. PROPIEDADES
FLUIDOS
8
4. Peso Específico:
• El peso de la sustancia por unidad de volumen.
• Representa la fuerza que ejerce la gravedad de la
Tierra sobre una unidad de volumen de fluido.

9. PROPIEDADES
FLUIDOS
9
5. Gravedad Específica:
• Es la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del
agua. Por lo tanto, para calcular la gravedad específica de una
sustancia se debe dividir su densidad entre la densidad del agua.
• Cuantifica la flotabilidad de una sustancia en el agua. Si la gravedad
específica es menor que 1, significa que el material flotará en el agua.
Pero si la gravedad específica es mayor que 1, el material se hundirá.

10. MECÁNICA DE FLUIDOS
FLUIDOS
1 0
Rama de la mecánica que estudia el
comportamiento de los fluidos ya sea en
reposo o en movimiento.
1. Hidrodinámica: Estudio de las
propiedades de los fluidos en movimiento.
2. Hidrostática: Estudio de las propiedades
de los fluidos en reposo en situaciones de
equilibrio, basándose en la primera y

11. EL PLOMO ES MÁS “PESADO” QUE
LA MADERA
Masa
y
Volumen
=
Densidad (ρ)
ρ = 11.3 x103 ρ = 1.1 – 1.3 x103

12. DENSIDAD
FLUIDOS
1 2
Se define como la cantidad de
masa de ese material por unidad
de volumen.
m = Masa del objeto.
V = Volumen del mismo.
SUSTANCIA
DENSIDAD
(Kg/m3)
Alcohol Etílico 0.79 x103
Hierro 7.9 x103
Aire Seco (30 °C) 1.16 x103
Aire Seco (0 °C) 1.29 x103
Agua (20 °C) 1.001 80 x103
Agua (0 °C) 0.99987 x103
Hielo 0.92 x103
Dependerá de la temperatura y el estado
físico en el cual se encuentre el material.

13. DENSIDAD
FLUIDOS
1 3
El bromo es un líquido pardo rojizo. Calcule su densidad (en gr/mL) si 586 gr de la
sustancia ocupan 188 mL.

14. DENSIDAD
FLUIDOS
1 4
El oro es un metal precioso químicamente inerte. Se usa sobre todo en joyería,
odontología y dispositivos electrónicos. Un lingote de oro con una masa de 301 gr
tiene un volumen de 15.6 cm3. Calcule la densidad del oro (en gr/mL).

15. DENSIDAD
FLUIDOS
1 5
Rodolfo y Alberto tienen cada uno un cilindro y quieren saber cuál cilindro tiene
mayor densidad. El cilindro de Rodolfo pesa 500 gr y tiene un volumen de 1,000
cm³ mientras que el cilindro de Alberto pesa 1,000 g y tiene un volumen de 2,000
cm³. ¿Cuál cilindro tiene mayor densidad?

16. DENSIDAD
FLUIDOS
1 6
En una construcción se necesita instalar un tanque de aceite cuyo peso es de 400
kg y su volumen es de 1,600 m³. La máquina que va a trasladar el tanque solo
puede transportar objetos cuya densidad sea menor que 1/3 (0.33) kg/m³. ¿Podrá
la máquina transportar el tanque de aceite?

17. DENSIDAD
FLUIDOS
1 7
La densidad del metanol, un líquido orgánico incoloro que se usa como solvente,
es de 0.7918 gr/mL. Calcule la masa de 89.9 mL del líquido.

18. DENSIDAD
FLUIDOS
1 8
La densidad del mercurio, el único metal líquido a temperatura ambiente es de
13.6 gr/mL. Calcule la masa de 5.50 mL del líquido.

19. DENSIDAD
FLUIDOS
1 9
El alcohol tiene una densidad de 0.789 gr/mL. ¿Cuál es el volumen en mililitros de
650 g de alcohol?

20. DENSIDAD
FLUIDOS
2 0
Para llevar a cabo un experimento de laboratorio un químico necesita 260 gr de
glicerina de una densidad de 1.26 g/cm3 ¿Cuántos mililitros de glicerina serán
necesarios para llevar a cabo el mismo experimento?

21. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 1
Indica la relación entre la magnitud de una fuerza aplicada y el área sobre la cual
actúa. En cualquier caso, en que exista presión, una fuerza actuará en forma
perpendicular sobre una superficie.

22. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 2
Caso #1: Cuanto mayor sea la magnitud de la fuerza aplicada, mayor será la presión
para una misma área.
Caso#2: Cuando se aplica una misma magnitud de fuerza, pero el área aumenta, la
presión disminuye de manera inversamente proporcional al incremento de dicha área.
Caso #3: Si el área en que actúa cierta magnitud de fuerza disminuye a la mitad, la
presión aumenta al doble.

23. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 3
La presión es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza e inversamente
proporcional al área sobre la que actúa dicha magnitud de la fuerza.
1. Sobre un líquido encerrado en un recipiente se aplica una fuerza cuya magnitud es de
60 N mediante un pistón de área igual a 0.01 m2. ¿Cuál es el valor de la presión?

24. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 4
2. ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie
de 0.040 metros cuadrados?

25. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 5
3. Una persona de 84 kg se para sobre la losa de una casa que tiene por superficie 225
metros cuadrados. ¿Cuál será la presión que esta persona ejerce sobre la losa?

26. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 6
4. Calcular la magnitud de la fuerza que debe aplicarse sobre un área de 0.3 m2 para que
exista una presión de 420 Pa.

27. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
2 7
5. Calcular el área sobre la cual debe aplicarse una fuerza cuya magnitud es de 150 N
para que exista una presión de 2 000 N/m2.

28. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
2 8
Aquella que origina todo líquido en todos los
puntos del líquido y las paredes del recipiente
que lo contiene.

29. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
2 9
Paradoja de Stevin: La presión ejercida por un líquido, en cualquier punto de un
recipiente, no depende de la formade éste ni de la cantidad de líquido contenido,
sino sólo del peso específico y de la altura que haya del punto considerado a la
superficie libre del líquido.

30. PRESIÓN
HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
3 0

31. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
3 1
1. ¿Cuál será la presión hidrostática en el fondo de un barril que tiene 0,9 m de
profundidad y está lleno de gasolina, cuya densidad es de 680 kg/m3?

32. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
3 2
2. Calcular las presiones hidrostáticas en los puntos A y B del siguiente recipiente que
contiene agua (densidad de 1 000 kg/m3):

33. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
HIDROSTÁTICA
3 3
3. Calcular la profundidad a la que se encuentra sumergido un submarino en el mar,
cuando soporta una presión hidrostática de 8 x106 N/m2. La densidad del agua de mar es
de 1 020 kg/m3.

34. PRESIÓN ATMOSFÉRICA
HIDROSTÁTICA
3 4
Presión que ejerce sobre todos
los cuerpos físicos u objetos
que están en contacto con la
atmósfera.
La presión atmosférica varía
con la altura, por lo que al nivel
del mar tiene su máximo valor
o presión normal equivalente a:
1 atm o 760 mmHg

35. PRESIÓN ATMOSFÉRICA
HIDROSTÁTICA
3 5
Barómetro de Mercurio – Evangelista
Torricelli (1608 – 1647):
La fuerza que equilibra e impide el descenso
de la columna de mercurio en el tubo es igual
a la que se ejerce debido a la presión
atmosférica sobre la superficie libre del
mercurio y es la misma que recibe el tubo de
vidrio por su extremo abierto.

36. PRESIÓN
MANOMÉTRICA
HIDROSTÁTICA
3 6
La presión diferente a la atmosférica
recibe el nombre de presión manométrica
y la presión absoluta que soporta el fluido
encerrado es igual a la suma de las
presiones manométrica y atmosférica.

37. PRESIÓN
MANOMÉTRICA
HIDROSTÁTICA
3 7
Un manómetro de uso extenso es el tubo
abierto o manómetro de líquido, el cual
tiene forma de U; por lo general contiene
mercurio, pero si se requiere alta
sensibilidad puede contener agua o
alcohol.

38. PRESIÓN
MANOMÉTRICA
HIDROSTÁTICA
3 8
Para medir la presión manométrica del interior de un cilindro con gas se utilizó un
manómetro de tubo abierto. Al medir la diferencia entre los dos niveles de
mercurio se encontró un valor de 15 cm de Hg. Determinar la presión absoluta que
hay dentro del cilindro en mm de Hg y N/m2. Considerar el valor de la presión
atmosférica igual a 586 mm de Hg.

39. PRINCIPIO DE PASCAL
HIDROSTÁTICA
3 9
“Toda presión que se ejerce sobre un líquido
encerrado en un recipiente se transmite con la
misma intensidad a todos los puntos del líquido y
a las paredes del recipiente que lo contiene”.
Blaise Pascal (1623 – 1662)

40. PRINCIPIO DE PASCAL
HIDROSTÁTICA
4 0
Al aplicar una fuerza en el émbolo de
menor tamaño la presión que genera se
transmite íntegramente al émbolo mayor
empujando el émbolo hacia arriba.
Si una fuerza de magnitud pequeña
actúa sobre el émbolo menor
produce una fuerza de gran magnitud
sobre el émbolo mayor.

41. PRINCIPIO DE PASCAL
HIDROSTÁTICA
4 1

42. PRINCIPIO DE PASCAL
HIDROSTÁTICA
4 2

43. PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES
HIDROSTÁTICA
4 3
“Todo objeto sumergido en un fluido
recibe un empuje ascendente igual al
peso del fluido desalojado”.
Arquímedes (287 – 212 a. C.)

44. PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES
HIDROSTÁTICA
4 4
Si el Peso (P) del objeto
es menor al Empuje (E)
= Flota.
Si el Peso (P) del objeto
es igual al Empuje (E) =
Equilibrio.
Si el Peso (P) del objeto
es mayor al Empuje (E) =
Hunde.

45. PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES
HIDROSTÁTICA
4 5
“La magnitud de la fuerza debida al empuje
ejercido por un fluido cuando un objeto se
sumerge en él depende del peso específico y
del volumen del fluido desalojado”.

46. PRINCIPIO DE
ARQUÍMEDES
HIDROSTÁTICA
4 6

47. HIDRODINÁMICA
HIDRODINÁMICA
4 7
Parte de la mecánica de fluidos
que estudia el comportamiento
de los líquidos en movimiento.
Investiga de manera
fundamental los fluidos
incompresibles, es decir, los
líquidos, pues su densidad
prácticamente no varía cuando
cambia la presión ejercida sobre

48. HIDRODINÁMICA
4 8
Viscosidad: Resistencia al movimiento de
otra capa que se encuentra en paralelo y
adyacente a ella cuando un fluido se
encuentra en movimiento.
Fricción Viscosa: Fuerza en sentido
contrario al movimiento del objeto.
HIDRODINÁMICA

49. GASTO DE UN LÍQUIDO
4 9
Es la relación existente entre el volumen
de líquido que fluye por un conducto y el
tiempo que tarda en fluir.
HIDRODINÁMICA

50. GASTO DE UN LÍQUIDO
5 0
El gasto también puede calcularse si se
conoce la magnitud de la velocidad del
líquido y el área de la sección
transversal de la tubería.
HIDRODINÁMICA

51. FLUJO
5 1
La cantidad de masa de líquido
que fluye a través de una tubería
en un segundo.
HIDRODINÁMICA

52. FLUJO
5 2
Calcular el gasto de agua que pasa a través de una tubería al fluir 1.8m3 en medio
minuto. Calcular también el flujo.
HIDRODINÁMICA

53. FLUJO
5 3
Calcular el gasto de agua que pasa a través de una tubería cuya área transversal
es de 0.002 m2 cuando la velocidad del líquido es de 40 m/segundos. Calcular
también el flujo.
HIDRODINÁMICA

54. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
5 4
A1 y A2: La tubería se reduce de manera considerable en su sección transversal.
G1 y G2: La cantidad de líquido que pasa por los diferentes puntos es la misma.
A1 y V1: En el tubo de mayor sección transversal la magnitud de la velocidad del líquido es
menor.
A2 y V2: La reducción del área se compensa con el aumento en la magnitud de la velocidad
HIDRODINÁMICA

55. 5 5
FÍSICA
II