Este documento resume las leyes fundamentales para un sistema de mecánica de fluidos. Explica que las leyes se basan en la adaptación de las leyes fundamentales de sistemas físicos a fluidos, a pesar de la dificultad de seguir una masa de fluido. También describe el número de Reynolds, que caracteriza el movimiento de fluidos, y las leyes de conservación de la mecánica, como la conservación de la energía y el momento.

1. LEYES BASICAS PARA UN SISTEMA
La mecánica de fluidos al igual que las otras disciplinas físicas se basa en
una serie de leyes fundamentales. Estas leyes son de hecho una adaptación de
las leyes fundamentales de sistemas físicos. Un sistema se define como: “Un
conjunto arbitrario de materia de identidad fija”. La dificultad principal que existe,
para aplicar las leyes fundamentales de los sistemas físicos a un fluido, es la de
seguir a una misma masa de fluido en todo momento. Además por lo general en la
mecánica de fluidos interesa más el efecto que causa el movimiento de un fluido
en un volumen o dispositivo determinado que lo que puede ocurrir a una masa
dada.
La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos
dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre
A otra acción igual y de sentido contrario. Esto es algo que podemos comprobar a
diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia
arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos
hace saltar hacia arriba. Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien,
nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción
que la otra persona hace sobre nosotros.
El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en
mecánica de fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para
caracterizar el movimiento de un fluido. El concepto fue introducido por George
Gabriel Stokes en 1851,2 pero el número de Reynolds fue nombrado por Osborne
Reynolds (1842-1912), quien popularizó su uso en 1883.3 4 En biología y en
particular en biofísica, el número de Reynolds determina las relaciones entre masa
y velocidad del movimiento de microorganismos en el seno de un líquido
caracterizado por cierto valor de dicho número (líquido que por lo común es agua,
pero puede ser algún otro fluido corporal, por ejemplo sangre o linfa en el caso de
diversos parásitos mótiles y la orina en el caso de los mesozoos) y afecta

2. especialmente a los que alcanzan velocidades relativamente elevadas para su
tamaño, como los ciliados predadores.5 Para los desplazamientos en el agua de
entidades de tamaño y masa aun mayor, como los peces grandes, aves como los
pingüinos, mamíferos como focas y orcas, y por cierto los navíos submarinos, la
incidencia del número de Reynolds es mucho menor que para los microbios
veloces.6 Cuando el medio es el aire, el número de Reynolds del fluido resulta
también importante para insectos voladores, aves, murciélagos y micro vehículos
aéreos, siempre según su respectiva masa y velocidad
El número de Reynolds se puede definir como la relación entre las fuerzas
inerciales (o convectivas, dependiendo del autor) y las fuerzas viscosas presentes
en un fluido. Éste relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica
de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos
problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional
aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda
considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de
Reynolds grande).
La ley de la conservación Establecida como principios de la mecánica,
estas leyes de conservación tiene profundas implicaciones en la simetría de la
naturaleza, que no hemos visto violadas. Ellas sirven como una fuerte restricción
en cualquier teoría sobre cualquier rama de la ciencia. Si un sistema no
interacciona con su entorno de ninguna manera, entonces determinadas
propiedades mecánicas del sistema no pueden cambiar. Algunas veces nos
referimos a ellas como "constantes del movimiento". Estas cantidades se dice que
son "conservadas" y las leyes de conservación resultante se pueden considerar
como los principios mas fundamentales de la mecánica. En mecánica, ejemplos de
cantidades conservativas son la energía, el momento y el momento angular. Las
leyes de conservación son exactas para un sistema aislado.
Alianny Querales
C-I 24808236