Fundamentos de Hidrostática e Hidrodinámica: Principios y Aplicaciones

Hidrostática

Es la rama de la mecánica de fluidos que se encarga de estudiar todas las propiedades que presentan los líquidos en estado de reposo, así como las leyes que las describen.

Características de los líquidos

Los líquidos y gases carecen de forma propia, pero en particular los líquidos se distinguen por poseer volumen fijo, dado que la distancia entre sus moléculas es muy pequeña y se mantiene constante, convirtiéndolos en incompresibles, elásticos y afectados solo por los esfuerzos normales.

• Densidad: Magnitud física de tipo escalar que nos indica la masa de un cuerpo contenida en cada unidad de volumen.
• Peso específico: Magnitud física escalar que nos indica el peso de un cuerpo en unidad de volumen.
• Presión: Magnitud física de tipo tensorial que nos indica la cantidad de fuerza normal aplicada en cada unidad de área de la superficie afectada.
• Presión hidrostática: Presión que ejerce un líquido debido a su peso en contra de todo punto contenido en su masa y en las paredes del recipiente que lo contiene.

Leyes fundamentales de la hidrostática

• Teorema fundamental de la hidrostática: Dos puntos que se encuentran en una misma masa líquida en equilibrio tendrán una diferencia de presiones que será directamente proporcional a la diferencia de sus profundidades.
• Principio de Pascal: Toda variación de presión en un punto de un líquido se transmite íntegramente y en toda dirección a todos los otros puntos del mismo.
• Prensa hidráulica: Dispositivo hidromecánico ideado por Pascal que sirve principalmente para multiplicar las fuerzas, convirtiendo fuerzas pequeñas en grandes.

Hidrodinámica

Es el estudio de los fluidos en movimiento. Se dice que el movimiento es de régimen estacionario cuando la velocidad en un punto del espacio cualquiera no varía con el tiempo.

• Caudal: El caudal o gasto de un líquido que circula por una tubería suele medirse por el volumen que atraviesa en una unidad de tiempo una sección recta determinada.
• Ecuación de continuidad: En un fluido no compresible en movimiento, el producto de la velocidad por la sección transversal del tubo que lo contiene es siempre constante.
• Teorema de Bernoulli: La energía mecánica en un fluido no compresible en movimiento se conserva.