que le sucede a la presion de un fluido que va por el interior de un conducto cilindrico y flexible, si este se eleva cierta distancia del suelo?
Respuestas
Respuesta:
Fluidos en movimiento
Hasta aquí, nuestro estudio de los fluidos se ha limitado a los fluidos estáticos. Ahora nos concentraremos en el estudio de los fluidos cuando están en movimiento, y para ello haremos uso de algunos de los conceptos que aprendiste en las secciones anteriores, como densidad y presión. En otras palabras, describiremos la dinámica de los fluidos en función de sus propiedades globales.
Sin embargo, cuando se trata de fluidos reales, no es fácil describir su movimiento, ya que se producen fenómenos muy complejos que todavía no se comprenden por completo. Por ejemplo, ¿has observado el flujo de un canal de agua de regadío o el movimiento de las partículas de humo en el aire? En ocasiones aparecen comportamientos impredecibles, muy difíciles de explicar.
Por esto, como es habitual en física, haremos uso de un modelo simplificado que, a pesar de sus limitaciones, resulta muy efectivo para entender el comportamiento de los fluidos.
Flujo
Consideremos el movimiento de un fluido de un modo idealizado. De acuerdo a esto, el flujo de un fluido puede ser de dos tipos.
Por una parte, se dice que un flujo es estacionario o laminar, cuando cada partícula del fluido sigue una trayectoria uniforme que no se cruza con la trayectoria de las otras partículas. De esta manera, las partículas forman capas o láminas y se mueven sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido vecinas.
Por otra parte, cuando el fluido se mueve con una rapidez superior a cierta rapidez crítica, el flujo se vuelve turbulento. Este tipo de flujo se caracteriza por ser irregular debido a la presencia de remolinos, como ocurre en las zonas en que los ríos se encuentran con obstáculos.
Para caracterizar la fricción interna de un fluido cualquiera se usa un parámetro conocido como viscosidad. Cuando un fluido es más viscoso, entonces hay mayor fricción entre sus capas, lo que dificulta su movimiento, de manera análoga a la acción de la fuerza de roce por deslizamiento entre dos superficies.
Así, de acuerdo a nuestra motivación inicial por hacer uso de un modelo simplificado para estudiar la dinámica de los fluidos, consideraremos las siguientes propiedades de un fluido ideal:
• Fluido no viscoso. Es decir, despreciaremos los efectos de la viscosidad. Según esta suposición, las láminas constituyentes del fluido no interactúan entre sí, y tampoco interactúan con las paredes del conducto en el que fluyen.
• Fluido incompresible. En general, los fluidos pueden ser compresibles. El aire encerrado en una jeringa, por ejemplo, es un gas evidentemente compresible. Sin embargo, en esta sección solo consideramos fluidos homogéneos incompresibles, cuya densidad es constante, independientemente de la presión. Este es el caso de cualquier líquido a temperatura constante que se mueve en un conducto, y también el de algunos gases.
• Flujo estacionario. Es decir, cada partícula del fluido sigue una trayectoria uniforme que no se cruza con la trayectoria de las otras partículas.
• Flujo irrotacional. Es decir, en el fluido no se producen remolinos o vórtices.
Líneas de flujo y ecuación de continuidad
La trayectoria que sigue una "partícula" de fluido en condiciones de flujo estacionario se llama línea de flujo. Un flujo estacionario se caracteriza porque todas las líneas de flujo se presentan bien definidas y separadas unas de otras, de manera que nunca se cruzan entre sí.
En otras palabras, las líneas de flujo son líneas imaginarias que representan las huellas de las partículas del fluido.
En estas condiciones, la dirección del vector velocidad de cada partícula, en un punto determinado del fluido, es un vector tangente a la línea de flujo que pasa por ese punto, como muestra la figura 7.3.
Veremos a continuación que el distanciamiento de las líneas de flujo está relacionado con la velocidad del fluido, de manera que cuando las líneas de flujo se acercan entre sí, la velocidad de las partículas del fluido es mayor que cuando las líneas de flujo están más separadas.
Consideremos un fluido ideal que se mueve en el interior de una tubería cuya sección transversal no es uniforme. Si en la tubería no hay agujeros, no es posible agregar ni eliminar fluido, por lo tanto, todo el fluido que ingresa por un extremo de la tubería sale por el otro extremo. En otras palabras, la cantidad de fluido que entra es igual a la cantidad de fluido que sale.
Explicación: