Fuerza de una masa de fluido en movimiento

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Julia Río Cárdenas
hace 7 años
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1 Fuez de un ms de fluido en movimiento e un ms m de fluido en movimiento que choc cont un supeficie, pependicul l diección del movimiento del fluido. P obtene l fuez que est ms de fluido ejece sobe l supeficie, suponemos que l enegi cinétic de l ms de fluido se tnsfom en el tbjo p desplz l supefice. enegi de un ms en movimiento es E c mv () uponemos ho que l ms de fluido es incompesible, posee un densidd ρ, y está compendid en un cilino de seccion y ltu e. fuez que l ms de fluido h ejecido sobe un supeficie, igul l popi sección del cilino, l h desplzdo desde un ldo l oto del cilino, es deci, l supeficie h ecoido justmente l distnci e. e puede fim que l enegi cinétic de l ms de fluido h ejecido un fuez F sobe p que eco l distnci e mv Fe () Ddo que m ρv ρ e, tenemos ρvv ρev Fe de donde F ρv (3) En l expesión (3) se supone que l ms de fluido que choc cont l supeficie se qued totlmente en eposo despues del choque, p tnsfeile tod su enegi cinétic. i se supone que est supeficie es, po ejemplo, l de l vel de un bco, supuest pependicul l velocidd del viento, entonces el bco dquiee un movimiento celedo inicilmente que luego se conviete en unifome l ctu ls fuezs de ozmiento.

2 Fuez que ejece un ms de fluido en movimiento sobe un supeficie inclind especto l diección del movimiento. En el ptdo nteio se h supuesto que l ms de fluido en movimiento, desplz l supeficie en l mism diección y sentido que l popi velocidd del fluido. En el pesente ptdo se suponá que l supeficie sobe l que se ejece fuez, está inclind especto l diección de l velocidd del fluido y que est supeficie se puede move en un diección inclind especto l de l velocidd del fluido. uponemos tes posibles diecciones de movimiento de l supeficie, y en cd cso se obtená l fuez que empuj dich supeficie..- supeficie se mueve en l mism diección y sentido de l velocidd del fluido: l fuez que en este cso ejece el fluido en movimiento sobe l supeficie, se obtiene teniendo en cuent que el fluido está ejeciendo fuez sobe un supeficie, que es l poyección de sobe l pependicul l velocidd del fluido. De este modo podemos plic l expesión (3) ' F ρ' v ρv cos (4).- supeficie se mueve en un diección pependicul sí mism: l fuez que se ejece sobe l supeficie seá l poyección de l fuez F sobe l diección pependicul l supeficie, que es l diección de movimiento de. F F cos ρv cos (5) 3.- supeficie se mueve en l diección pependicul l velocidd del fluido: l fuez que se ejece sobe l supeficie, seá l poyección de F sobe l diección pependicul l diección de l velocidd del fluido

3 F Fsen ρv sen cos (6) 3 Acción del viento sobe l pl de un eogenedo de eje hoizontl. Cundo el viento ctú sobe l pl de un eogenedo, está ejeciendo un fuez sobe dich pl que l empuj en un diección pependicul l velocidd del viento. Dicho cción se debe que l pl del eogenedo está inclind especto l viento, po lo cul podemos supone que se cumple el tece cso del nteio ptdo. Po tnto l expesión (6) seá l fuez del viento sobe un pl de un eogenedo de eje hoizontl que l hce gi en un plno pependicul l diección del viento. Puesto que el movimiento de est pl es de gio, l fuez del viento está ejeciendo un momento, cuyo vlo se obtená suponiendo que sobe cd supeficie difeencil de l pl del eogenedo, está ctundo un fuez difeencil df dd po: df ρv sen cos (7) df lmndo l nchu de l pl, se tiene que, y plicndo l definición de momento de un fuez especto un eje de gio dm df dm ρv sen cos (8) Integndo (8) tod l longitud de l pl se obtiene finlmente:

4 M ρv sen cos (9) i l pl tiene el eje de gio en un punto exteno l mism, un ciet distnci del extemo de l pl, el momento de l fuez del viento sobe l pl viene dd po df M ρv sen cos (0) i l pl tiene un fom tingul, como se indic en l figu siguiente, el momento de l fuez del viento tiene po expesion M ρv b sen cos...() 3 ( + ) ( + + ) b En el cso que se ceo (el eje de gio se encuent en l bse de l pl), l expesion () qued en l fom b M ρv sen cos ()

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