La hidráulica es una rama de la física que aborda el estudio de los fluidos y su comportamiento bajo diferentes condiciones. Incluye conceptos como la densidad, la viscosidad y el principio de Arquímedes, así como la ley de Pascal. La hidrostática se centra en los fluidos en reposo, mientras que la hidrodinámica analiza los fluidos en movimiento, aplicando principios como la ecuación de Bernoulli y el análisis de pérdidas de carga. Estos fundamentos son esenciales para el diseño de sistemas como tuberías, bombas y presas.
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La hidráulica es una disciplina que estudia el comportamiento de los fluidos y su interacción con las fuerzas aplicadas
Diferencia entre líquidos y gases
Los fluidos se distinguen por su capacidad para fluir y adaptarse a la forma de los contenedores que los contienen, siendo los líquidos más densos que los gases
Densidad y peso específico
La densidad de un fluido se define como su masa por unidad de volumen, mientras que el peso específico se refiere al peso por unidad de volumen de un fluido
Viscosidad
La viscosidad es una medida de la resistencia interna de un fluido al flujo y puede variar con la temperatura y la presión
La hidrostática es la rama de la hidráulica que se ocupa de los fluidos en estado de reposo, y se basa en los principios de Pascal y Arquímedes
La presión hidrostática se define como la fuerza ejercida por un fluido por unidad de área y se mide en pascales (Pa)
Variación con la altitud y las condiciones meteorológicas
La presión atmosférica varía con la altitud y las condiciones meteorológicas
Presión absoluta y relativa
La presión absoluta se mide desde un punto de referencia de cero absoluto, mientras que la presión relativa se mide en relación con la presión atmosférica local
Presión de vacío
La presión de vacío se refiere a presiones por debajo de la atmosférica
La ley fundamental de la hidrostática establece que la presión en un punto dentro de un fluido en reposo depende únicamente de la profundidad y la densidad del fluido, y no de la forma del recipiente
El Principio de Arquímedes establece que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado
El Principio de Pascal afirma que cualquier cambio en la presión aplicada a un fluido incompresible se transmite íntegramente a cada parte del fluido y a las paredes del contenedor
La hidrodinámica estudia los fluidos en movimiento y las fuerzas que influyen en ellos
Conservación de la masa, la energía y la cantidad de movimiento
Los principios de conservación de la masa, la energía y la cantidad de movimiento son fundamentales para entender el flujo de fluidos
Incompresibles y compresibles
Los flujos pueden ser clasificados como incompresibles, donde la densidad del fluido permanece constante, o compresibles, donde no lo hace
Estacionarios y transitorios
Los flujos pueden ser estacionarios, con condiciones que no cambian con el tiempo, o transitorios, con velocidades que varían
Laminar y turbulento
La viscosidad del fluido determina si el flujo es laminar, que ocurre a bajas velocidades o con alta viscosidad, o turbulento, que ocurre bajo condiciones opuestas
Número de Reynolds
El número de Reynolds es un parámetro adimensional que ayuda a predecir el régimen de flujo en un fluido
El caudal es la medida del volumen de fluido que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo
La Ecuación de Continuidad establece que para un flujo incompresible, la masa que pasa por cualquier sección de una tubería es constante por unidad de tiempo
La ecuación de Bernoulli relaciona la energía mecánica total en una línea de corriente, que se conserva y se compone de la suma de la energía de presión, cinética y potencial
Continuas y singulares
Las pérdidas de carga se clasifican en pérdidas continuas o primarias, y pérdidas singulares o secundarias
La ecuación de Darcy-Weisbach es utilizada para calcular las pérdidas continuas en un flujo de fluido
Efecto Venturi
El efecto Venturi es una aplicación práctica de la hidrodinámica que se basa en la variación de la velocidad del fluido en un tubo estrecho
Ecuación de Torricelli
La ecuación de Torricelli se utiliza para calcular la velocidad de descarga de un fluido a través de un orificio
Reacción en punta de lanza
La reacción en punta de lanza se refiere a la fuerza ejercida en sentido contrario al flujo del agua por la lanza de una manguera
Golpe de ariete
El golpe de ariete se refiere a las sobrepresiones y depresiones causadas por cambios bruscos en el flujo de un fluido en una tubería
00
Los líquidos tienen una densidad mucho más ______ que los gases, y los gases ocupan todo el ______ disponible.
alta
espacio
01
La ______ de un fluido se mide como la masa por unidad de ______ y se compara con la del agua para obtener la densidad relativa.
densidad
volumen
02
Principio de Pascal
Cualquier cambio de presión aplicado en un fluido incompresible y en reposo se transmite íntegramente en todas direcciones.
