La fuerza fluida se refiere a la fuerza ejercida por un fluido en un objeto sumergido o parcialmente sumergido . Esta fuerza surge de la distribución de presión en la superficie del objeto.
Conceptos clave:
* Presión: La presión es la fuerza ejercida por unidad de área. En los fluidos, la presión aumenta con la profundidad debido al peso del fluido anterior.
* flotabilidad: Un tipo específico de fuerza fluida que actúa hacia arriba en un objeto sumergido, oponiéndose a su peso. Esta fuerza es igual al peso del fluido desplazado por el objeto (principio de arquimedes).
* arrastre: Una fuerza que se opone al movimiento de un objeto a través de un fluido. Esta fuerza depende de la forma del objeto, la velocidad y la viscosidad del fluido.
Cálculo de la fuerza de fluido:
* Enfoque general: La fuerza de fluido se puede calcular integrando la presión sobre toda la superficie del objeto.
* Ecuaciones simplificadas: Para escenarios específicos, las ecuaciones simplificadas están disponibles:
* Fuerza horizontal: La fuerza ejercida por un fluido en una superficie horizontal es simplemente la presión a esa profundidad multiplicada por el área de la superficie.
* Fuerza vertical (flotabilidad): Como se mencionó anteriormente, la fuerza vertical es igual al peso del fluido desplazado por el objeto.
Ejemplos de fuerza de fluido en acción:
* Natación: El agua ejerce una fuerza sobre su cuerpo, lo que le permite moverse a través de él.
* navegando: El viento empuja las velas de un bote, impulsándolo hacia adelante.
* submarinos: La presión del agua ejerce una fuerza sobre el casco de un submarino, lo que le permite bucear y superficie.
* Presión hidrostática: La presión ejercida por el agua en una presa es un ejemplo de fuerza de fluido.
Notas importantes:
* La fuerza fluida es un vector: Tiene la magnitud y la dirección.
* Dirección de la fuerza fluida: La dirección de la fuerza fluida es perpendicular a la superficie en la que actúa.
* Propiedades fluidas: La densidad y la viscosidad del fluido afectan la magnitud de la fuerza del fluido.
Comprender la fuerza de fluidos es crucial en diversas disciplinas de ingeniería como la mecánica de fluidos, la arquitectura naval y la ingeniería aeroespacial. Desempeña un papel importante en el diseño y el análisis de estructuras, vehículos y otros sistemas que interactúan con los fluidos.
