Hidroaeromecánica
Concepto general
La Hidroaeromecánica es la parte de la Física que
estudia el equilibrio y el movimiento de los líquidos y
gases (fluidos) y las leyes que los rigen y también la
interacción con los sólidos con los cuales
interaccionan. La Hidroaerostática se ocupa del
equilibrio de los fluidos y la Hidroaerodinánica se
ocupa del movimiento de estos.
Fundamentalmente la diferencia entre un fluido y un
sólido es la “fluidez”, es decir, la poca resistencia
que los líquidos y gases oponen a la deformación por
cizallamiento, si la velocidad de estos disminuyen
constantemente, la resistencia de estos tienden a cero.
La diferencia entre líquido y gas es que los primeros
son prácticamente incompresibles mientras que los gases
se comprimen fácilmente, esto es, la relación entre la
densidad y la presión.
Llamaremos gases perfectos a aquellos que siguen
perfectamente la Ecuación General de los Gases. Un
fluido es perfecto cuando no existe rozamiento interno,
y será viscoso si no se puede despreciar en rozamiento
interno. El fluido es barotrópico al fluido cuya
densidad depende únicamente de la presión.
Hidroaerostática
Los problemas de la Hidroaerostática se puede sustentar
en el “Principio de la Solidificación”: “El equilibrio
existente en un fluido no se altera si cualquier porción
elemental de su volumen se considera solidificada”, esto
quiere decir que mentalmente se sustituye dicha porción
elemental de volumen por otra de volumen y forma igual
de un cuerpo sólido que tenga la misma densidad que el
fluido que se estudia.
Las fuerzas que actúan sobre un dv
(diferencial de volumen) son de dos tipos: de masa
y superficiales.
Las fuerzas de masa son aquellas cuyo valor numérico
depende únicamente del elemento que se considera.
La fuerza de masa es igual a F?dv, donde ? es
su densidad y F la fuerza de masa de una unidad de masa
del fluido, llamado “Intensidad del Campo de Fuerzas de
Masa”, recordemos que F=m.g (g es la aceleración en
caída libre), las fuerzas “potenciales” se representa
de:
F = -grad ?f
donde el
es el gradiente de la función escalar ?f
(x,y,z,t) llamado potencial de la fuerza de masa.
Las fuerzas superficiales son las “tensiones” o se la
fuerza por unidad de superficie, las tensiones se
dividen en normales o presiones P y tangenciales t. En
los estados de equilibrio las tangenciales son nulas en
el fluido, quedándonos solamente las fuerzas de presión,
con la singularidad de que la presión en un líquido se
transmite por igual y en todas direcciones (Principio de
Pascal).
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