TEOREMA	
  DE	
   𝝅	
  

	
  
Teorema	
  para	
  el	
  análisis	
  adimensional,	
  con	
  el	
  objetivo	
  de	
  encontrar	
  la	
  relación	
  entre	
  
varias	
   variables.	
   Un	
   ejemplo	
   es	
   el	
   teorema	
   de	
   Buckingham	
   que	
   establece	
   dicha	
  
relación,	
   con	
   el	
   objetivo	
   de	
   encontrar	
   ecuaciones	
   donde	
   las	
   variables	
   estén	
  
involucradas	
  y	
  se	
  llegue	
  a	
  un	
  análisis	
  adimensional.	
  	
  Las	
  magnitudes	
  se	
  establecen	
  en	
  
cantidades	
  físicas	
  donde	
  las	
  variables	
  que	
  intervienen	
  son	
  independientes.	
  
	
  
Los	
  pasos	
  a	
  seguir	
  para	
  desarrollar	
  el	
  Teorema	
  de	
  Buckingham	
  son:	
  	
  
1) Obtener	
  parámetros	
  adimensionales	
  para	
  las	
  variables	
  que	
  depende	
  la	
  función.	
  
2) A	
  Cada	
  cantidad	
  física	
  ubicar	
  en	
  que	
  dimensiones	
  se	
  encuentra	
  	
  
3) Dependiendo	
  de	
  las	
  dimensiones	
  que	
  haya	
  serán	
  las	
  variables	
  que	
  se	
  tomaran	
  
para	
  el	
  análisis.	
  	
  
4) No.	
  De	
  parámetros	
  adimensionales	
  	
  	
  =	
  n-­‐m	
  	
  
n=	
  Cantidad	
  Física	
  
m=Dimensión	
  
5) De	
  los	
  parámetros	
  no	
  tomar	
  repetidas	
  ni	
  tampoco	
  que	
  se	
  eliminen	
  unidades	
  
6) Evaluar	
  los	
  parámetros	
  con	
  las	
  variables	
  que	
  quedaron	
  fuera.	
  
7) Elevar	
  cada	
  uno	
  de	
  los	
  parámetros	
  a	
  “tal	
  “	
  exponente	
  (ej.	
  A,	
  b,	
  c,	
  …)	
  
8) Encontrar	
  los	
  valores	
  de	
  dichos	
  exponentes	
  por	
  medio	
  de	
  algebra	
  
9) Una	
  vez	
  encontrados	
  sustituir	
  y	
  establecer	
  el	
  valor	
  para	
   π,	
  y	
  hacerlo	
  así	
  para	
  n	
  
π	
  
10)Por	
  ultimo	
  π1	
  hacerla	
  en	
  función	
  de	
  π2,	
  π3,	
  πn.	
  
	
  
	
  
	
  
EJEMPLO:	
  
	
  
F	
  =	
  f	
  (v,	
  M,	
  d,	
  h	
  )	
  
	
  
1)	
  2)	
  
Cantidad	
  Física	
  (n)	
  
Dimensión	
  (m)	
  
𝑀𝐿
F	
  
	
  
𝑇!
𝐿
V	
  
	
  
𝑇
𝑀
M	
  
	
  
𝐿𝑇
d	
  
L	
  
h	
  
L	
  
	
  
3)	
  4)	
  n=	
  5	
  m=	
  3	
  
	
  
5-­‐3=2	
  	
  
	
  
• Vaschy, A.: "Sur les lois de similitude en physique". Annales Télégraphiques 19, 25-28 (1892)
Buckingham, E.: On physically similar systems. Illustrations of the use of dimensional equations. Physical Review 4, 345-376 (1914).	
  
5)	
  6)	
  	
  Variables	
  subrayadas	
  se	
  utilizaran	
  para	
  el	
  análisis	
  y	
  se	
  relacionaran	
  con	
  las	
  
demás.	
  
	
  
7)	
  
	
  
𝜋! = 𝑉 ! 𝑀! 𝑑 !     𝐹	
  
	
  
	
  
!! ! !

!"

8)	
  9)	
   𝜋! = ! !" 𝐿!      ! ! 	
  
	
  
L:	
  	
  0=	
  a	
  –b	
  +c	
  +1	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  a=	
  -­‐1	
  
M:	
  0=	
  b+1	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  b=	
  -­‐1	
  
T:	
  0=	
  -­‐a	
  –b	
  -­‐2	
  	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  c=	
  -­‐1	
  
	
  
𝜋! =   
	
  
	
  
𝐿! 𝑀 ! !
𝜋! =
𝐿     𝐿	
  
𝑇 𝐿𝑇

	
  
L:	
  	
  	
  	
  	
  0=	
  a	
  –b	
  +c	
  +1	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  a=	
  0	
  
M:	
  	
  	
  	
  	
  0=	
  b	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  b=0	
  
T:	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  0=	
  -­‐a	
  –b	
  	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  c=	
  -­‐1	
  
	
  
	
  

𝐹
	
  
𝑉  𝑀  𝑑

𝜋! = 𝑉 ! 𝑀! 𝑑 !     ℎ	
  

𝐿
𝜋! =    	
  
𝑑

	
  
*NOTA:	
   	
   Cuando	
   haya	
   una	
   variable	
   con	
   las	
   mismas	
   dimensiones	
   de	
   las	
   variables	
  
establecidas	
  para	
  el	
  análisis	
  quedaran	
  ellas	
  mismas	
  en	
  el	
  valor	
  de	
  pi.	
  	
  
	
  
10)	
  F	
  =	
  f	
  (v,	
  M,	
  d,	
  h	
  )	
  
	
  
𝜋! = 𝑓(𝜋! )	
  
	
  
𝐹
𝐿
= 𝑓( )	
  
𝑉  𝑀  𝑑 .
𝑑
	
  
	
  

• Vaschy, A.: "Sur les lois de similitude en physique". Annales Télégraphiques 19, 25-28 (1892)
Buckingham, E.: On physically similar systems. Illustrations of the use of dimensional equations. Physical Review 4, 345-376 (1914).	
  

Teorema de π

  • 1.
    TEOREMA  DE  𝝅     Teorema  para  el  análisis  adimensional,  con  el  objetivo  de  encontrar  la  relación  entre   varias   variables.   Un   ejemplo   es   el   teorema   de   Buckingham   que   establece   dicha   relación,   con   el   objetivo   de   encontrar   ecuaciones   donde   las   variables   estén   involucradas  y  se  llegue  a  un  análisis  adimensional.    Las  magnitudes  se  establecen  en   cantidades  físicas  donde  las  variables  que  intervienen  son  independientes.     Los  pasos  a  seguir  para  desarrollar  el  Teorema  de  Buckingham  son:     1) Obtener  parámetros  adimensionales  para  las  variables  que  depende  la  función.   2) A  Cada  cantidad  física  ubicar  en  que  dimensiones  se  encuentra     3) Dependiendo  de  las  dimensiones  que  haya  serán  las  variables  que  se  tomaran   para  el  análisis.     4) No.  De  parámetros  adimensionales      =  n-­‐m     n=  Cantidad  Física   m=Dimensión   5) De  los  parámetros  no  tomar  repetidas  ni  tampoco  que  se  eliminen  unidades   6) Evaluar  los  parámetros  con  las  variables  que  quedaron  fuera.   7) Elevar  cada  uno  de  los  parámetros  a  “tal  “  exponente  (ej.  A,  b,  c,  …)   8) Encontrar  los  valores  de  dichos  exponentes  por  medio  de  algebra   9) Una  vez  encontrados  sustituir  y  establecer  el  valor  para   π,  y  hacerlo  así  para  n   π   10)Por  ultimo  π1  hacerla  en  función  de  π2,  π3,  πn.         EJEMPLO:     F  =  f  (v,  M,  d,  h  )     1)  2)   Cantidad  Física  (n)   Dimensión  (m)   𝑀𝐿 F     𝑇! 𝐿 V     𝑇 𝑀 M     𝐿𝑇 d   L   h   L     3)  4)  n=  5  m=  3     5-­‐3=2       • Vaschy, A.: "Sur les lois de similitude en physique". Annales Télégraphiques 19, 25-28 (1892) Buckingham, E.: On physically similar systems. Illustrations of the use of dimensional equations. Physical Review 4, 345-376 (1914).  
  • 2.
    5)  6)    Variables  subrayadas  se  utilizaran  para  el  análisis  y  se  relacionaran  con  las   demás.     7)     𝜋! = 𝑉 ! 𝑀! 𝑑 !    𝐹       !! ! ! !" 8)  9)   𝜋! = ! !" 𝐿!     ! !     L:    0=  a  –b  +c  +1                                                        a=  -­‐1   M:  0=  b+1                                                          b=  -­‐1   T:  0=  -­‐a  –b  -­‐2                  c=  -­‐1     𝜋! =       𝐿! 𝑀 ! ! 𝜋! = 𝐿    𝐿   𝑇 𝐿𝑇   L:          0=  a  –b  +c  +1                            a=  0   M:          0=  b                    b=0   T:              0=  -­‐a  –b                    c=  -­‐1       𝐹   𝑉  𝑀  𝑑 𝜋! = 𝑉 ! 𝑀! 𝑑 !    ℎ   𝐿 𝜋! =     𝑑   *NOTA:     Cuando   haya   una   variable   con   las   mismas   dimensiones   de   las   variables   establecidas  para  el  análisis  quedaran  ellas  mismas  en  el  valor  de  pi.       10)  F  =  f  (v,  M,  d,  h  )     𝜋! = 𝑓(𝜋! )     𝐹 𝐿 = 𝑓( )   𝑉  𝑀  𝑑 . 𝑑     • Vaschy, A.: "Sur les lois de similitude en physique". Annales Télégraphiques 19, 25-28 (1892) Buckingham, E.: On physically similar systems. Illustrations of the use of dimensional equations. Physical Review 4, 345-376 (1914).