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La mecánica de fluidos es la rama de la física comprendida dentro de la mecánica de medios continuos que estudia el movimiento de los fluidos, así como las fuerzas que lo provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. Puede dividirse en estática de fluidos, el estudio de los fluidos en reposo; y dinámica de fluidos, el estudio del efecto de las fuerzas en el movimiento de los fluidos.

Propiedades físicas:

1. Densidad (ρ): masa por unidad de volumen.

2. Viscosidad (μ): resistencia al flujo.

3. Presión (P): fuerza por unidad de área.

4. Temperatura (T): medida de la energía cinética.

5. Volumen específico (v): volumen ocupado por una unidad de masa.

Propiedades dinámicas:

1. Velocidad (v): velocidad del fluido en un punto.

2. Aceleración (a): cambio de velocidad con respecto al tiempo.

3. Flujo (Q): cantidad de fluido que pasa por una sección en un tiempo determinado.

4. Caudal (V): volumen de fluido que pasa por una sección en un tiempo determinado.

Propiedades termodinámicas:

1. Energía interna (U): energía almacenada en el fluido.

2. Entalpía (H): energía total del fluido.

3. Entropía (S): medida del desorden molecular.

Ramas:

• Hidrostática:

La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente sus principios también se aplican a los gases. El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incomprensible. Principio de Pascal y el principio de Arquímedes. Esta estudia fluidos en reposo tales como gases y líquidos. (Fluido inmóvil) «p=f/a» sabiendo que p = presión , f = fuerza y a = área. Las características de los líquidos son las siguientes: 

a) Viscosidad: Es una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.

 b) Tensión Superficial:  Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido. 

c) Cohesión: Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. 

d) Adherencia: Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.

 e) Capilaridad: Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.

• Aerodinámica:

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las acciones que aparecen sobre los cuerpos sólidos cuando existe un movimiento relativo entre éstos y el fluido que los baña, siendo éste último un gas y no un líquido, caso éste que se estudia en hidrodinámica.

• Hidrodinámica:

La hidrodinámica estudia la dinámica de fluidos incompresibles. Aun así, también incluye el estudio de la dinámica de otros líquidos. Para ello se consideran entre otras cosas la velocidad, presión, flujo y gasto del fluido.

Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:

• Que el fluido es un líquido incompresible, es decir, que su densidad no varía con el cambio de presión, a diferencia de lo que ocurre con los gases.

• Se considera despreciable la pérdida de energía por la viscosidad, ya que se supone que un líquido es óptimo para fluir y esta pérdida es mucho menor comparándola con la inercia de su movimiento.

La mecánica de fluidos tienen diversos principios o teoremas, entre ellos están:

• Principio de Arquímedes:

Establece que: 

"La fuerza de flotación ejercida sobre un objeto sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto."

Historia:

Fue descubierto por el matemático y físico griego Arquímedes en el siglo III a.C. mientras se bañaba y observó el nivel del agua subir cuando se sumergió.

Formulación matemática:

F = ρ × V × g

Donde:

- F es la fuerza de flotación (empuje).

- ρ es la densidad del fluido.

- V es el volumen del objeto sumergido.

- g es la aceleración de la gravedad.

Aplicaciones:

1. Diseño de barcos y submarinos.

2. Ingeniería hidráulica.

3. Medición de densidades.

4. Equipos de flotación en minería.

Tipos de flotación:

1. Flotación positiva: El objeto flota.

2. Flotación negativa: El objeto se hunde.

3. Flotación neutra: El objeto permanece en equilibrio.

El Principio de Arquímedes es fundamental para entender la interacción entre objetos y fluidos, y tiene un impacto significativo en diversas áreas de la ciencia y la ingeniería.

• Principio de Bernoulli:

"La presión de un fluido disminuye a medida que aumenta su velocidad"

En otras palabras, cuando un fluido (líquido o gas) fluye a través de un conducto o espacio, la presión del fluido disminuye en las zonas donde la velocidad del flujo aumenta.

El Principio de Bernoulli se basa en la conservación de la energía y se puede expresar matemáticamente como:

P + 1/2ρv² + ρgy = constante

Donde:

- P es la presión del fluido.

- ρ es la densidad del fluido.

- v es la velocidad del fluido.

- g es la aceleración de la gravedad.

- y es la altura del fluido.

• Principio de Pascal:

El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal , que se resume en la frase: "el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo". Es decir, que si se aplica presión a un líquido no comprimible en un recipiente cerrado, ésta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica o en el gato hidráulico; ambos dispositivos se basan en el principio de Pascal. La condición de que el recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presión no actúen deformando las paredes del mismo en lugar de transmitirse a todos los puntos del líquido.