Page 226 - Libro Hipertextos Fisica 1

Los fluidos en movimiento

A la cantidad A ? v se le llama gasto volumétrico o caudal, es decir que
de acuerdo con la ecuación de continuidad, el caudal es constante a lo
largo del tubo.
El caudal se expresa en m /s y representa la medida del volumen de fluido
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que fluye por unidad de tiempo a través del tubo.

EJEMPLO

Un grifo llena un recipiente de 10 litros de volumen en 8 segundos. Determinar:
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a. El valor del caudal en litros/s y en m /s.
b. La velocidad con que fluye el líquido, si el área de salida del grifo es 12 cm .
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c. La velocidad con que el líquido fluye si el área en la salida del grifo se reduce a la mitad.
Solución:

a. Puesto que el grifo distribuye 10 litros en 8 segundos, el caudal es: 10 L 5 1,25 L/s
8,0s
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Como un litro equivale a 10 m , el caudal es 1,25 ? 10 m /s.
b. El área de salida del grifo es 12 cm , es decir, 12 ? 10 m . Para calcular la velocidad con la cual fluye el
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líquido, tenemos:
Caudal 5 A ? v
1,25 ? 10 m /s 5 12 ? 10 24 m ? v Al remplazar
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v 5 1,04 m/s
La velocidad con que fluye el líquido en la salida del grifo es 1,04 m/s.
c. Si el área en la salida del grifo se reduce a la mitad, la velocidad del fluido se duplica, es decir, que la velocidad
es 2,08 m/s.
2.3 Ecuación de Bernoulli

Hasta ahora hemos considerado únicamente fluidos que se desplazan
horizontalmente, sin embargo, los fluidos pueden moverse verticalmente
hacia arriba o hacia abajo, como un río que desciende desde la cordillera
o como el humo que sube por el orificio de una chimenea. Estos hechos
se explican a partir del principio de Bernoulli.

Definición
Principio de Bernoulli
En un fluido la suma de la presión, la energía cinética por unidad de
II volumen y la energía potencial gravitacional por unidad de volumen, se
v 2
A 2 V mantiene constante, a lo largo de una línea de corriente.
En la figura 16, se muestra un tubo cuyos extremos I y II se encuentran
a las alturas h y h , respectivamente con respecto al nivel de referencia.
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En el tubo se ha som breado un sector de igual volumen en cada uno de
I
h 2 los extremos y suponiendo que el líquido es incompresible tenemos que
A V v 1
los dos volúmenes son de igual masa.
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h 1 Supongamos que el líquido fluye del extremo I al extremo II, siendo la
nivel de referencia velocidad del fluido en el extremo I v , el área de dicho extremo del tubo
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Figura 16. Tubo con extremos de diferentes áreas A y la altura con respecto al nivel de referencia h . En el extremo II, la
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y que se encuentran a diferentes alturas respecto altura con respecto al nivel de referencia es h , la velocidad del fluido es
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al nivel de referencia. v y el área es A .
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226 © Santillana

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