Libro_ Hidrostática

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Libro: Hidrostática
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Sitio: Campus Virtual FFyB
Curso: Física 2020 2°cuatrimestre
Libro: Libro: Hidrostática
Imprimido por: Andrea Arzamendia Centurion
Día: Monday, 30 de November de 2020, 11:57
http://virtual.ffyb.uba.ar/
Tabla de contenidos
1 Introducción
2 Fluidos
3 Hipótesis del Continuo
4 Nociones de Hidrostática
5 Repaso y Revisión
6 Bibliografía
1 Introducción
A lo largo de este recorrido empezaremos a construir los cimientos del Bloque Mecánica
de Fluidos. En esta oportunidad, trataremos conceptos de Hidrostática.  Como veremos
durante el desarrollo del Bloque, varios de estos contenidos permiten explicar fenómenos
biológicos y otros fundamentan metodologías de aplicación profesional.   
Muchos de los temas que trataremos nos son cotidianos. ¿Por qué sentimos menor
presión en la cumbre de una montaña? ¿Por qué experimentamos mayor presión cuando
nos sumergimos en una pileta? ¿Por qué algunos cuerpos flotan? ¿Por qué nos sentimos
más livianos al nadar? A lo largo de este libro responderemos estas preguntas e
interpretaremos modelos construidos en torno a cada fenómeno.
¡Empecemos!
2 Fluidos
No podemos empezar el recorrido sin antes definir qué es un Fluido. Como ya han
analizado en cursos anteriores, los estados de agregación clásicos de la materia son
sólido, líquido y gas.  Los gases y líquidos se clasifican como fluidos.¿Por qué?  La
característica fundamental de los fluidos es la denominada fluidez. A diferencia de los
sólidos, los fluidos son incapaces de resistir esfuerzos cortantes (o esfuerzos
tangenciales). Cuando sometemos un cuerpo sólido a la acción de un esfuerzo cortante,
experimenta una deformación bien definida. Por el contrario, los fluidos se deforman
continuamente bajo la acción de los esfuerzos cortantes y fluyen. 
Con el siguiente video podrás profundizar estos temas: 
Estados de la MateriaEstados de la Materia
https://www.youtube.com/watch?v=YOqht3CrJh0
3 Hipótesis del Continuo
Como vimos en el Bloque Teorías de la Física, el Modelo Estándar identifica las partículas
básicas que constituyen la materia y especifica cómo interactúan. En el marco del
Modelo Estándar, quarks, leptones y hadrones son las partículas fundamentales que
darán origen a los electrones, protones y neutrones que, a su vez, constituyen átomos y
moléculas. Dada su naturaleza y organización, se desprende que dicha ultraestructura
genera discontinuidades en la materia a nivel microscópico. En efecto, el átomo dista de
ser una entidad continua: se estima que la dimensión del radio atómico equivalente es del
orden de 10 m y que el radio del núcleo atómico es menor a 10 m.
Un fluido está compuesto por moléculas en continuo movimiento. A la luz del Modelo
Estándar, las complejas interacciones entre las partículas elementales son las que
determinan las propiedades de los fluidos. Por lo tanto, a la hora de estudiar las
propiedades de los fluidos, deberíamos tener en cuenta la acción de cada molécula o
grupo de moléculas discretas y evaluar, a nivel subatómico, cuáles son las interacciones
responsables de la manifestación de determinada propiedad.
Ahora bien, en la mayoría de los análisis hidráulicos, el interés está realmente centrado en
manifestaciones macroscópicas promedio que resultan de la acción conjunta de una gran
cantidad de moléculas. Por lo tanto, es posible asumir que algunas propiedades de los
fluidos como ser su temperatura, presión, densidad o viscosidad son el resultado de la
acción de una hipotética distribución continua de materia, en lugar de estudiar el
conglomerado de moléculas discretas, con sus correspondiente ultraestructura, de mayor
complejidad. Así, aplicaremos  la suposición central de la  mecánica de fluidos, la
Hipótesis del Continuo, que considera que un fluido es un medio continuo a lo largo del
espacio que ocupa. 
Recapitulando, un medio continuo se concibe como una porción de materia formada por
un conjunto infinito de partículas (que forman parte, por ejemplo, de un sólido, un fluido o
un  gas) que va a ser estudiado  macroscópicamente, es decir, sin considerar las
discontinuidades que genera la estructura atómica o molecular del mismo. La mecánica
de medios continuos es una aproximación válida en la mayoría de
situaciones  macroscópicas  en las que la microestructura asociada a la naturaleza
atómica de la materia puede ser ignorada.  En el tratamiento matemático ideal de un
medio continuo se admite usualmente que no hay discontinuidades entre las partículas y
que la descripción matemática de este medio y sus propiedades se puede realizar
mediante funciones continuas.
 
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4 Nociones de Hidrostática
En este capítulo vamos a repasar algunos temas ya abordados en cursos previos del CBC,
que nos permitirán avanzar en el estudio de los Fluidos. En primer lugar revisaremos el
concepto de Presión, el Principio de Pascal y las propiedades Densidad y Peso Específico.
Mirá el siguiente video:
 
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Repasaremos ahora el Principio General de la Hidrostática y cómo medir presiones con un
Manómetro (distinguiendo presión absoluta de presión manométrica):
 
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Por último, repasaremos la noción de Empuje y el fenómeno de Flotación:
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Hidrostática PARTE 1Hidrostática PARTE 1
Hidrostática PARTE 2Hidrostática PARTE 2
https://www.youtube.com/watch?v=YVAY4fwTo9A
https://www.youtube.com/watch?v=5csF8SasMgo
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Los videos constituyen material didáctico del programa UBA XXI.
Hidrostática PARTE 3Hidrostática PARTE 3
Hidrostática PARTE 4Hidrostática PARTE 4
https://www.youtube.com/watch?v=68RSLWw8y08
https://www.youtube.com/watch?v=g6YrpBzjM7U
5 Repaso y Revisión
Aprovechá para mirar estas diapositivas a modo de integración, relectura, repaso o
ampliación de algunos temas. 
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  Diapositiva 1    
Para descargar la presentación seguir el LINK
https://docs.google.com/presentation/d/1NRXUJj0OgB5eAZa3ZcpQV8iM7UDpTh5qxG_tWofoLyI/edit?usp=sharing
6 Bibliografía
Sears & Zemansky, Fisica Universitaria. 13ª Edición