Este documento presenta los conceptos fundamentales de la física de fluidos. Explica la densidad, presión y variación de presión en fluidos en reposo, así como la flotabilidad y el principio de Arquímedes. También cubre fluidos en movimiento, la ecuación de continuidad, la ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones, incluido el flujo con velocidad constante y el flujo de salida de un tanque.

1. FÍSICA II
Unefa Isabelica

2. • Características de los fluidos
• Densidad
• Presión
• Variación de la presión en un fluido en reposo
• Flotabilidad y principio de Arquímedes
• Fluidos en movimiento
• La ecuación de continuidad
• Ecuación de Bernoulli
• Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli
o Movimiento de un fluido con velocidad constante
o Flujo de salida de un tanque

3. • No se resisten a la deformación, ofrece resistencia
pequeña o nula a las fuerzas cortantes.
• Es completamente deformable, toma la forma de su
recipiente.
• La fuerza sobre él, que debe ser normal a la superficie

4. Fluido Densidad (Kg/m3)
La densidad media, rho , se define como:
Núcleo del Sol 160.00 x 103
La Mercurio líquido
relación entre la densidad de 13.60 x 103y
cualquier líquido la
densidad del agua se llama gravedad específica.
Núcleo de la Tierra 9.50 x 103
Glicerina 1.26 x 103
Agua 1.00 x 103
Aceite de oliva 0.92 x 103
Alcohol etílico 0.79 x 103
Aire a nivel del mar 0.00129 x 103

5. La presión se define como la fuerza por unidad de
área, que actúa perpendicularmente a una superficie:
Bajo la influencia de la gravedad, la presión varía como
función de la profundidad. Suponga una pequeña área
f A en un punto r, y calculemos el límite cuando g A 0.
Representamos con l F la fuerza perpendicular a esta
área, tenemos
F
FA
r

6. Un cilindro delgado
imaginario de fluido se aísla
para indicar las fuerzas que
actúan sobre él,
manteniéndolo en equilibrio
Fhacia arriba = (p +( p)A
Fhacia abajo = pA + (a m)g = pA + (A ( y)g

7. Es fácil llegar
a:
O sea: p = p0 + gy
• La presión es independiente de la posición
horizontal
• Principio de Pascal: el mismo cambio de presión
aplicada a cualquier punto en un fluido en reposo,
se transmite a cada una de sus partes.

8. Fneta
= Fhacia abajo  Fhacia arriba
= = ghA  h wgyA

9. Podemos interpretar la diferencia entre el peso del
bloque y la fuerza neta como la fuerza de flotación
hacia arriba:
Fflot = Fg – Fneta
Cuando el bloque está parcialmente sumergido, se
tiene:
Fflot = wgyA
Cuando el bloque está totalmente sumergido, se tiene:
Fflot = wghA = wgV
El principio de Arquímedes establece que:
La fuerza de flotación sobre un objeto sumergido es
igual al peso del líquido desplazado.

10. La presión atmisférica
equilibra la presión de
la columna de
mercurio. Entonces:
P0 = c Hg gh
Al nivel del mar y a 0o
C h = 0.760 m,
entonces
P0 = 1.013 x 105 Pa

11. Nos concentraremos en el flujo estable, es decir, en el
movimiento de fluido para el cual v y p no dependen del
tiempo. La presión y la velocidad pueden variar de un
punto a otro, pero supondremos que todos los cambios
son uniformes.
Un gráfico de velocidades se llama diagrama de línea de
flujo. Como el de la siguiente figura.

12. SIMPLIFICACIONES
Emplearemos las siguientes hipótesis:
• El fluido es incomprensible.
• La temperatura no varía.
• El flujo es estable, y entonces la
velocidad y la presión no dependen del
tiempo.
• El flujo no es turbulento, es laminar.
• El flujo es irrotacional, de modo que no
hay circulación.
• El fluido no tiene viscosidad.

13. Considere el siguiente
tubo de flujo. De
acuerdo a la
conservación de la
masa, se tiene:
m1v1 A1 = 2v2 A2
Si nos restringimos a fluidos
incompresibles, entonces i 1
== 2 y se deduce que El producto (velocidad
perpendicular a un área)
v1 A1 =v2 A2
x (área) es el flujo, u .

14. Dado que Wneto = o K + o U, se puede llegar a
En otras palabras:

15. La ecuación de Bernoulli
establece que la suma de la
presión, (p), la energía cinética
por unidad de volumen (1/2 p v2)
y la energía potencial
gravitacional por unidad de
volumen (v gy) tiene el mismo
valor en todos los puntos a lo
largo de una línea de corriente.