4 Introducción: Tipos de fuerzas en fluidos

Fluidomanos

17 Dec 201909:41

Summary

TLDREn 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.

Outlines

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💧 Introducción a la mecánica de fluidos y tipos de esfuerzos

Este primer párrafo introduce el último vídeo de la parte introductoria del curso de mecánica de fluidos. Se plantea la pregunta de si existen otros tipos de fuerzas además de la cortante y si la deformación puede ser infinita. Se explica que en física, los cuerpos se estudian de dos maneras: estática y dinámica. En el caso estático, el balance de fuerzas se realiza entre la fuerza normal y el peso, mientras que en el dinámico aparece la fuerza de rozamiento. En fluidos, se hace una analogía similar, donde la fuerza de rozamiento se traduce en fuerzas cortantes. Se introduce el concepto de volumen de control para entender el comportamiento de las partículas del fluido y cómo estas fuerzas afectan su movimiento.

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🔧 Fuerzas en fluidos: Normales y cortantes

El segundo párrafo profundiza en el estudio de las fuerzas en fluidos, diferenciando entre fuerzas de superficie y fuerzas de cuerpo. Se explica que las fuerzas normales y cortantes son fundamentales para entender el movimiento del fluido. Se destaca la relación entre estas fuerzas y el esfuerzo normal y cortante, que son medidas de la fuerza sobre un área. Además, se menciona cómo se calculan estos esfuerzos en un volumen de control, teniendo en cuenta la orientación de las fuerzas y el área a la que se aplican. Se enfatiza la importancia de estas fuerzas para entender la resistencia al movimiento del fluido. Finalmente, se conecta el concepto de esfuerzo cortante con el estado estático o dinámico del fluido y se invita a los espectadores a suscribirse para seguir el curso y obtener respuestas a futuras preguntas.

Mindmap

Keywords

💡Mecánica de fluidos

La mecánica de fluidos es una rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos, tanto líquidos como gases, en movimiento. En el vídeo, se menciona que este es el último vídeo introductorio de un curso de mecánica de fluidos, lo que indica que el tema central del video es proporcionar una base para entender cómo fluyen y se comportan los fluidos.

💡Fuerza cortante

La fuerza cortante es una fuerza que actúa en un cuerpo para causar deformaciones angulares o torsiónes. En el contexto del vídeo, se discute si existen otros tipos de esfuerzos además de la cortante, lo que sugiere que la fuerza cortante es un concepto fundamental en la mecánica de fluidos y se relaciona con la deformación de los fluidos.

💡Deformación

La deformación se refiere a cualquier cambio en la forma o estructura de un cuerpo debido a la aplicación de fuerzas. En el vídeo, se plantea la pregunta de si la deformación puede ser infinita, lo que implica una exploración de los límites del comportamiento de los fluidos bajo la influencia de fuerzas externas.

💡Esfuerzo

El esfuerzo es una medida de la fuerza distribuída por unidad de área y es fundamental en la comprensión de cómo las fuerzas afectan a los materiales. En el vídeo, se discuten diferentes tipos de esfuerzos, como los normales y cortantes, y cómo estos influyen en el movimiento y la estabilidad de los fluidos.

💡Volumen de control

Un volumen de control es una porción de fluido teóricamente definida que se utiliza para analizar el comportamiento del fluido. En el vídeo, se menciona que para entender las fuerzas en un flujo, se puede construir un volumen de control, lo que ayuda a promediar el comportamiento de las partículas del fluido dentro de ese volumen.

💡Fuerza normal

La fuerza normal es una fuerza que actúa perpendicular a la superficie de un cuerpo. En el vídeo, se explica que, al igual que en los sólidos, los fluidos también están sujetos a fuerzas normales en sus superficies, que son esenciales para entender el balance de fuerzas en situaciones estáticas y dinámicas.

💡Fuerza de rozamiento

La fuerza de rozamiento es la resistencia que se ofrece un fluido al moverse sobre una superficie. En el vídeo, se compara la fuerza de rozamiento en fluidos con la fricción en sólidos, destacando que es una fuerza dinámica que surge cuando hay movimiento relativo entre el fluido y una superficie.

💡Estado estático y dinámico

El estado estático se refiere a cuando un cuerpo no experimenta movimiento, mientras que el dinámico implica movimiento. En el vídeo, se discute cómo la presencia o ausencia de fuerzas cortantes y de rozamiento puede indicar si un fluido está en reposo o en movimiento, respectivamente.

💡Esfuerzo normal y cortante

En el vídeo, se explica que los esfuerzos normales y cortantes son tipos de fuerzas que actúan sobre los fluidos. Los esfuerzos normales actúan perpendicularmente a la superficie, mientras que los cortantes actúan paralelamente, y ambos son cruciales para entender la respuesta de los fluidos a diferentes tipos de cargas.

💡Teoría del medio continuo

La teoría del medio continuo es una aproximación en la que se considera que los fluidos son continuas y no disjuntos. En el vídeo, se menciona que esta teoría permite modelar y entender el comportamiento de los fluidos a través de conceptos como volumen de control y esfuerzos, sin tener que analizar cada partícula individualmente.

Highlights

Este es el último vídeo introductorio del curso de mecánica de fluidez.

Se exploran dos preguntas clave: si existen otras fuerzas además de la cortante y si la deformación puede ser infinita.

La deformación en fluidos se caracteriza por el desplazamiento y el ángulo entre puntos.

En física, los cuerpos se estudian estática y dinámicamente, con balance de fuerzas diferente en cada caso.

En fluidos, las fuerzas normales y cortantes son análogas a la fuerza de rozamiento en sólidos.

Se introduce el concepto de volumen de control para entender el comportamiento de fluidos.

Las fuerzas en fluidos incluyen fuerzas normales y cortantes, similares a las fuerzas en sólidos.

El peso es una fuerza de cuerpo en fluidos, relacionada con la masa y densidad del fluido.

Las fuerzas se clasifican en de superficie y de cuerpo, dependiendo de su distribución en el volumen de control.

El esfuerzo es definido como fuerza sobre área, con unidades de newtons por metro cuadrado (pascales).

Se explica la relación entre esfuerzos normales y cortantes con el movimiento del fluido.

Un esfuerzo cortante cero indica un estado estático del fluido, mientras que un valor diferente indica un estado dinámico.

Se discute la teoría del medio continuo y su importancia en el estudio de mecánica de fluidos.

Los esfuerzos viscosos o desviatorios son responsables de la fricción y resistencia al movimiento del fluido.

Se describe cómo calcular el esfuerzo normal y cortante a través de las fuerzas y áreas correspondientes.

Se resalta la diferencia entre áreas perpendiculares y paralelas en el cálculo de esfuerzos normales y cortantes.

Se invita a los espectadores a suscribirse y seguir el curso para responder la última pregunta sobre la deformación infinita.