4 Introducción: Tipos de fuerzas en fluidos

Summary

En el último vídeo del curso de mecánica de fluidez, se exploran las fuerzas que actúan en los fluidos además de la cortante, como las fuerzas normales y el peso. Se compara el estudio de cuerpos sólidos y fluidos, destacando la diferencia debido a la estructura molecular del fluido. Se introduce el concepto de volumen de control para analizar el comportamiento del fluido y se explica cómo se calculan los esfuerzos normales y cortantes. Además, se menciona la relación entre el esfuerzo cortante y el estado estático o dinámico del fluido, dejando en suspenso la respuesta a si la deformación puede ser infinita.

Takeaways

• 🔍 Este es el último vídeo introductorio del curso de mecánica de fluidos.
• 🤔 Se plantean dos preguntas clave: si existen otros tipos de fuerzas además de las cortantes y si la deformación puede ser infinita.
• 💧 Se explica que en la mecánica de fluidos, al igual que en la física de cuerpos sólidos, se pueden estudiar estática y dinámicamente.
• 🧲 Se destaca que en el caso dinámico de fluidos, además de la fuerza normal y el peso, aparecen las fuerzas cortantes, equivalentes a la fricción en sólidos.
• 🔄 Se introduce el concepto de volumen de control para analizar el comportamiento de fluidos, similar a cómo se usan los yunques en física de sólidos.
• 🌐 Se describen las fuerzas normales y cortantes en un volumen de control, que son fundamentales para entender el flujo de fluidos.
• 📏 Se aclara que los esfuerzos normales y cortantes se relacionan con fuerzas de superficie, mientras que el peso es una fuerza de cuerpo.
• 🔄 Se establece la relación entre esfuerzos y fuerzas, donde los esfuerzos son fuerzas por unidad de área y se miden en newtons por metro cuadrado (pascales).
• ⚖️ Se menciona que el esfuerzo cortante es cero en un estado estático, lo que indica que el fluido no se moverá, y no cero en un estado dinámico, donde el fluido está en movimiento.
• 🔮 Se sugiere que los esfuerzos viscosos o desviatorios son responsables de la resistencia al movimiento del fluido, contribuyendo a la fricción.

Q & A

¿Cuál es el objetivo principal del cuarto video del curso de mecánica de fluidez?

El objetivo principal es responder a dos preguntas introductorias sobre la mecánica de fluidos: si existen otros tipos de fuerzas además de la cortante y si la deformación puede ser infinita.

¿Qué diferencia hay entre el estudio estático y dinámico de cuerpos en física?

En el estudio estático, el balance de fuerzas se hace solo entre la fuerza normal y el peso, mientras que en el dinámico surge una fuerza extra, la fuerza de rozamiento.

¿Cómo se relaciona la fuerza de rozamiento con la fricción en los fluidos?

En los fluidos, las fuerzas de rozamiento se llaman fuerzas cortantes y son equivalentes a la fricción o al rozamiento que se genera en las superficies del fluido.

¿Qué es un volumen de control en la mecánica de fluidos?

Un volumen de control es una sección imaginaria dentro de un fluido que se utiliza para estudiar y promediar el comportamiento de las partículas del fluido en ese área específica.

¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre un volumen de control en un fluido?

Las fuerzas que actúan sobre un volumen de control incluyen fuerzas normales, fuerzas cortantes (equivalentes a las fuerzas de rozamiento en sólidos) y el peso.

¿Qué es un esfuerzo normal y cómo se relaciona con las fuerzas en un fluido?

Un esfuerzo normal es una fuerza que actúa perpendicular a una superficie y en un fluido, se relaciona con las fuerzas que actúan sobre las caras de un volumen de control en dirección normal a esas caras.

¿Cómo se define el esfuerzo cortante en un fluido?

El esfuerzo cortante en un fluido es una fuerza que actúa paralelo a la superficie y es equivalente a la fricción que se produce en las interfaces del fluido.

¿Qué implica que un fluido esté en un estado estático o dinámico según el esfuerzo cortante?

Si el esfuerzo cortante es cero, el fluido está en un estado estático o en reposo. Si es diferente de cero, el fluido está en movimiento, es decir, en un estado dinámico.

¿Cómo se calcula el esfuerzo normal en un volumen de control?

El esfuerzo normal se calcula dividiendo la fuerza normal que actúa sobre una cara del volumen de control por el área de esa cara.

¿Cuál es la diferencia entre los esfuerzos normales y los esfuerzos cortantes en términos de orientación respecto a la superficie?

Los esfuerzos normales actúan perpendicular a la superficie, mientras que los esfuerzos cortantes actúan paralelos a la superficie.