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27 jul 2015

HIDRÁULICA: PROBLEMA RESUELTO (TORRICELLI)

 

La hidráulica es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en función de sus propiedades. Así, estudia las propiedades mecánicas de los líquidos dependiendo de las fuerzas a que pueden ser sometidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad del mismo.

En este problema estudiaremos el caso de un depósito que cuenta con forma de cono, sin base, dispuesto a modo de embudo cuyo extremo guarda una relación con el diámetro de la base, lo que nos permitirá obtener una serie de relaciones geométricas que resultarán imprescindibles para solucionar el problema.

Aparte de las relaciones matemáticas, la cuestión física es imprescindible en todos los problemas de hidráulica, ya que hemos de igualar el gasto entre la entrada y la salida del elemento, sea éste una tubería o un elemento de acople o reducción.

Las ecuaciones fundamentales que resultan aplicables a la hidráulica son las de Torricelli y las de Bernouilli.

torricelli

Hidráulica: ecuación de Torricelli

Torricelli relacionó la energía de posición del líquido (energía potencial) con la velocidad que adquiría éste (energía cinética) y su ecuación es el punto de partida para resolver multitud de problemas de hidráulica clásica (hidroestática).

bernouilli

Hidráulica: Ecuación de Bernouili

 

Bernouilli relacionó los tres factores principales del líquido en circulación, la presión, la velocidad y su posición sentando las bases del estudio del hidráulica de fluidos en movimiento (en nuestro caso, hidrodinámica).

En este problema, que cuenta con un aparato matemático de cierta importancia por su cálculo integral, aprenderás a relacionar los orificios de salida atendiendo a una premisa inicial como es que el nivel del líquido descienda hasta una altura prefijada.

Espero que te sirva para preparar tus exámenes de física o hidráulica en tu carrera.

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Autor: Javier Luque. @fdetsocial

Co-fundador del blog divulgativo de FdeT  

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