Presión con contribución gravitatoria p+// mecánica de fluido// fundamentos básicos #2

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Fuente de imagen de pixabay

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En esta oportunidad, les traigo los fundamentos básicos de la presión con contribución gravitatoria p+, dándole continuidad a los fundamentos básicos de la mecánica de fluido.


Se debe conocer lo siguiente la presión estática es la que tiene un fluido, independientemente de la velocidad del mismo, y que se puede medir mediante la utilización de tubos piezométricos, donde la presión total que ejerce un fluido, bien sea gaseoso o líquido se define como la suma de la presión estática y la presión dinámica.


Por eso en análisis de aplicación tenemos, que la presión del líquido a una profundidad determinada no depende de la masa total o el volumen total del líquido. La expresión de presión de arriba es fácil de ver para una columna recta y sin obstáculos, pero no tan obvia para los diferentes casos diferentes punto de geometría aplicada según el caso, por eso se hace mención de que la presión del líquido a una profundidad determinada no depende de la masa total o el volumen total del líquido.


Nomenclatura aplicada.

  1. P1 y P2 las correspondientes a las secciones inicial y final (en sentido de la corriente) de un sistema complejo que implique accidentes y mecanismos.
  2. p1 y p2, las correspondientes a cualquier sección y a los extremos de un tramo recto, respectivamente.
  3. pa y pd, las de antes y después de un medidor o accidente cualquiera.
  4. pA y pD, la de admisión y descarga de bombas y compresores.


Partiendo de esta definición de la nomenclatura, es importante saber que se representa por P+ o p+, la suma en cualquier sección de la presión estática y la fuerza gravitatoria por unidad de superficie (p+ = p + Pgz, siendo z la altura vertical, positiva en dirección ascendente). El nombre que recibe esta presión P+ o p+ no está siempre expresado en la bibliografía, y cuando se hace, los nombres y símbolos son diferentes, lo cual genera una gran confusión.

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Las fuerzas que mantiene en equilibrio a dicha porción de fluido son la siguiente:
El peso, que es igual al producto de la densidad del fluido, por su volumen y por la intensidad de la gravedad, la fuerza que ejerce el fluido, sobre su posición inferior y superior en la esta se encuentra, dando como equilibrio: dp=-p gdy
(Imagen elaborada y editada por @centaurox)


Continuando con este tema, en donde esta presión con contribución gravitatoria es fundamental tenerla en cuenta, en caso de que el fluido sea un líquido, ya que en gases la influencia de tanto la presión hidrostática como de la energía potencial es despreciable, y por tanto, se tiene que p=p+. Con esta definición de presión con contribución gravitatoria, todos los puntos del seno de un líquido en reposo se encuentran a la misma presión con contribución gravitatoria, mientras que tienen diferente presión estática dependiendo a la altura a la que se encuentra.


Hay que fundamentar con en referencia de esta presión gravitatoria, que un fluido es una sustancia capaz de fluir, como líquidos y gases y carece de forma fija de forma que adopta la forma del recipiente que lo contiene. Ambos sin embargo tienen coeficientes de compresibilidad muy diferentes, ya que un gas se comprime fácilmente mientras que los líquidos son prácticamente incompresibles, también los fluidos sirven como medios continuos sin espacios huecos en ellos.


En cuanto a la densidad se refiere de un material homogéneo, se define como su masa por unidad de volumen. Sus unidades en el S.I son 1kg ×m−3 y en el sistema c.g.s 1gr×cm−3. La densidad se representa por la letra ρ y viene definida como:
ρ =m/V


La densidad del agua es ρagua = 1gr × cm^−3 y la del agua del mar ρaguamar = 1,03gr × cm^−3.


Pero si vamos más allá de la mecánica de los fluido, la matriz de estudio de la ciencia parte como el génesis de todo este contesto desde la física, porque la ley de gravitación se expresa en forma de una ecuación que cuantifica "la fuerza de gravedad", que ejerce la Tierra con masa mT sobre la Luna con masa mL, como el producto de ambas masas, dividido por el cuadrado de la distancias desde el centro de la Tierra hasta el centro de la Luna.


La fuerza de gravedad de la Tierra causa una aceleración de la Luna hacia la Tierra. La fuerza de gravedad de la Luna causa una aceleración de la Tierra hacia la Luna; donde ambas fuerzas tienen la misma intensidad.

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Fuerzas mutuas de atracción entre dos esferas de diferente tamaño. De acuerdo con la mecánica newtoniana las dos fuerzas son iguales en módulo, pero de sentido contrario; al estar aplicadas en diferentes cuerpos no se anulan y su efecto combinado no altera la posición del centro de gravedad conjunto de ambas esferas
Fuente de dominio de Wikimedia Commons


Todas las partículas materiales y todos los cuerpos se atraen mutuamente por el simple hecho de tener masa, en proporción directa a sus masas. La gravedad tiene un alcance teórico infinito, es donde nace el estudio la presión con contribución gravitatoria p+, aplicada en lo fluido, como mencione anteriormente que un fluido es una sustancia capaz de fluir, como líquidos y gases y carece de forma fija de forma que adopta la forma del recipiente que lo contiene. Donde percibe la acción gravitatoria donde el fluido esta contenido o en circulación.


En donde la presión gravitatoria ejercida puede actuar de la siguiente manera, partiendo desde el punto de la fuerza de gravedad siempre es atractiva, nunca es repulsiva y tiene alcance infinito. Por muy alejados que estén entre sí dos cuerpos, siguen experimentando esta fuerza, aunque más débil a medida que aumenta la distancia, porque la resultante de las fuerzas ocurre cuando los cuerpos no es homogéneo la línea de acción de la componente de este mismo en su forma física, dado que nuevamente hago referencia, que es fundamental tenerla en cuenta en caso de que el fluido sea un líquido, ya que en gases la influencia de tanto la presión hidrostática como de la energía potencial es despreciable en la acción que tome o ejerza, por eso su estudio aplica una dinámica que un análisis diferente de la interacción gravitatoria. De acuerdo con esta teoría, la gravedad puede entenderse como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo, la cual no podemos desligarnos de ella.


Por se habla que la presión dinámica es nula y la presión estática es igual a la presión total. Mientras que la presión dinámica actúa únicamente en la dirección del flujo, la presión estática actúa por igual en todas las direcciones y siempre en ángulo recto con todas las superficies que contengan al fluido.


Conclusión.
Espero que este tema su contenido sirva de aporte, ya que el fluido es considerado continuo a lo largo del espacio, que ocupa ignorando por tanto su estructura molecular y las discontinuidades asociadas a este, menciono también que Hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de equilibrio. Dentro de esta rama de la mecánica de fluidos se encuentran inmersos los principios de Pascal y Arquímedes que en la vida cotidiana son muy destacados por su utilidad, el cual hablare en un próximo post.


Por otro lado tememos en el estudio de fluidos se da bajo configuraciones geométricas, en la cuales se pueden ver en represas, fuente hidroeléctricas, y también la influencia de la viscosidad del fluido influyen en presión que ejerce este donde circule o este contenidos.

Consultas bibliográficas.
Mecánica de los fluidos e hidráulica por Jaime Ernesto Díaz Ortíz – 2006.
Mecánica de fluidos aplicada - Página 26 por Robert L. Mott – 1996.
Cosmología Física- Página 429 por Jordi Cepa - 2007.

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