La mecánica de fluidos es una rama de la física que se encarga del estudio de los fluidos en reposo (estática) y en movimiento (dinámica). Los fluidos son sustancias que no tienen forma propia, como el agua o el aire, y que se adaptan al recipiente que los contiene.
El estudio de la estática y dinámica de los fluidos tiene muchas aplicaciones en la vida cotidiana, desde el diseño de tuberías y motores, hasta el cálculo de la resistencia del aire a la velocidad de un avión.
Las descripciones euleriana y lagrangiana son dos formas que permiten caracterizar un flujo.
¿Qué es un fluido?
Un fluido es una sustancia que se adapta a la forma del recipiente en el que se encuentra y que fluye. La mecánica de fluidos estudia el comportamiento de los fluidos en movimiento y su interacción con los objetos en contacto con ellos. Los fluidos están divididos en dos categorías: fluidos newtonianos y no newtonianos.
Para simplificar el estudio de de la mecánica de fluidos se consideran los fluidos ideales. Las principales características de un fluido ideal es que no es viscoso, es estacionario y es irrotacional.
¿Qué es la mecánica de fluidos?
Desde un punto de vista de la mecánica clásica, la mecánica de fluidos es la rama de la física encargada de estudiar los fluidos en reposo y en movimiento y la interacción con los cuerpos sólidos. Se divide en dos grandes sectores: la estática y la dinámica.
¿Qué es la estática de fluidos?
La estática de fluidos es la rama de la mecánica de fluidos que se encarga del estudio de los fluidos en reposo. En este tipo de flujo, las fuerzas que actúan sobre las partículas fluidas son equilibradas, por lo que no hay movimiento.
¿Qué es la dinámica de fluidos?
La dinámica de fluidos es la rama de la mecánica que se encarga de estudiar el movimiento de los fluidos. Se trata de una disciplina muy amplia que engloba a diversas subramas, como la hidrodinámica, la aerodinámica o la cinética.
Para el estudio de la dinámica de fluidos se han desarrollado un gran número de principios y ecuaciones tales como las ecuaciones de Navier-Stokes, la ecuación de continuidad, la ecuación de conservación de la cantidad de movimiento.
Propiedades tiene un fluido
Los fluidos son sustancias que no tienen una forma propia, sino que se adaptan a la forma del recipiente en el que se encuentran. Están compuestos por moléculas en constante movimiento, lo que les confiere ciertas propiedades:
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No tienen una forma propia, sino que se adaptan a la forma del recipiente en el que se encuentran.
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Están compuestos por moléculas en constante movimiento.
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Ejercen una fuerza de presión sobre las superficies con las que entran en contacto.
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Pueden fluir, es decir, pueden deformarse y expandirse cuando se les aplica una fuerza externa.
Fuerzas actúan en los fluidos
En general, los fluidos están sometidos a tres tipos de fuerzas:
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La gravedad es una fuerza que actúa en todos los cuerpos, y tiene una mayor intensidad en los cuerpos más pesados.
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La presión es una fuerza que se ejerce sobre las paredes de los recipientes que contienen fluidos.
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La viscosidad es una propiedad de los fluidos que hace que sean más o menos pegajosos.
Aplicaciones de la mecánica de fluidos
La mecánica de fluidos se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, desde la ingeniería aeroespacial y naval hasta la hidráulica y la meteorología.
Por ejemplo, en la ingeniería, se utiliza para diseñar aviones, cohetes y barcos. En hidráulica, se utiliza para estudiar el flujo de fluidos, optimizar el transporte de fluidos, diseñar sistemas de bombeo y tuberías. En la meteorología, se utiliza para predecir el tiempo y el clima.