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La Mecánica de Fluidos es una disciplina fundamental de la física e ingeniería que nos permite comprender y predecir el comportamiento de líquidos y gases, tanto en reposo como en movimiento. A través de sus principios clave —como la conservación de masa (continuidad), conservación de energía (Bernoulli), el principio de Pascal y el de Arquímedes— es posible analizar fenómenos naturales y diseñar sistemas tecnológicos eficientes.

Este campo combina conceptos teóricos con aplicaciones prácticas en múltiples industrias: desde el diseño de presas y redes de agua, hasta la aerodinámica de aviones y el funcionamiento del sistema circulatorio humano. Además, conceptos como la viscosidad, presión, flujo laminar y turbulento, y el número de Reynolds, nos permiten clasificar y controlar el comportamiento del fluido en diferentes condiciones.

Comprender la mecánica de fluidos no solo permite resolver problemas técnicos, sino también interpretar fenómenos cotidianos del mundo que nos rodea. Es una ciencia viva, dinámica y esencial para la ingeniería moderna.

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Hidráulica: presas, tuberías, redes de agua.

Aeronáutica: sustentación en alas (principio de Bernoulli).

Medicina: circulación sanguínea (fluido no newtoniano).

Industria: bombas, turbinas, intercambiadores de calor.

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Comparación de flujo laminar (líneas suaves) vs. turbulento (trayectorias caóticas). 

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a) Número de Reynolds

Re= ρυ D/ μ

● Re < 2000: flujo laminar.

● 2000 < Re < 4000: transición.

●Re > 4000: flujo turbulento.

b) Diferencia entre flujos:

* Laminar: las partículas siguen trayectorias ordenadas.

* Turbulento: trayectorias caóticas con remolinos.

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a) Ecuación de continuidad (conservación de la masa)

A1v1 = A2v2

Si el fluido es incompresible, el caudal se conserva.

b) Ecuación de Bernoulli (conservación de la energía)

p + 1/2 ρυ² + pgz= cte

Interpretación: suma de energía de presión, energía cinética y energía potencial.

Aplicaciones: venturi, tubos de Pitot, aviones, sistemas de bombeo.

c) Pérdidas de energía en tuberías

Debido a la fricción y accesorios, se añade un término de pérdida de carga:

hf = f L/D v2/2g

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a) Principio fundamental de la estática de fluidos

El cambio de presión en un fluido en reposo es:

dp= -pg dz

b) Presión manométrica e hidrostática

●Presión absoluta: Pabs

●Presión atmosférica: Patm

●Presión manométrica:

Pman= Pabs - Patm

En un punto sumergido:

p = p0 + pgh

c) Principio de Pascal

La presión ejercida sobre un fluido incompresible y confinado se transmite íntegramente en todas direcciones.

Aplicación: prensa hidráulica.

F1/A1 = F2/A2

d) Principio de Arquímedes

Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.

E= PfluidogVdesalojado

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a) Densidad (p)

ρ= m/V [kg/m³]

b) Peso específico (y)

y=pg [N/m³]

c) Presión (p)

p= F/A [Pa]

d) Viscosidad (µ)

Propiedad que mide la resistencia interna al flujo.

- Ley de Newton de la viscosidad:

du

T= µ/

dy

Donde r es el esfuerzo cortante.

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Es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos (líquidos y gases) en reposo o en movimiento, así como las fuerzas que actúan sobre ellos.

Un fluido se caracteriza por:

No tener forma propia (se adapta al recipiente).

Resistir esfuerzos cortantes (deformación) sólo mientras actúe la fuerza.

Densidad y viscosidad variables según condiciones.