Indice:
Nota
introductoria
Conceptos elementales de mecánica de
fluidos
Balance de fuerzas
en una cometa plana ideal
Equilibrio en el vuelo de una cometa plana
ideal
Efectos de
la deformación axial y diédrica de una cometa plana
ideal.
Principios de semejanza en una cometa
ideal
Los siguientes apuntes sobre los "ASPECTOS FÍSICOS
ELEMENTALES DEL VUELO DE LAS COMETAS", son una
recopilación de los escritos que aparecieron en
catalán en el Boletín L´Estel del Barcelona Estels
Club debidos a Xavier Soret que bajo el nombre de "Aclarint
conceptes" (Aclarando conceptos), se han ido publicando a lo
largo de más de una veintena de números del citado
boletín.
He considerado que tales escritos eran de interés
para los que les gustaba los aspectos más
"científicos" de las cometas, pero debido al idioma de
publicación, limitaban mucho la difusión de tal
obra, esta fue la razón que me llevo ha recopilarlos y
presentarlos en la forma que tienes en tu mano.
La traducción no es literal, por lo que he
cambiado el orden en que fueron publicados estos
artículos, omitiendo conceptos recurrentes y algunos que
he considerado evidentes, todo esto en vías de una mayor
claridad expositiva, así mismo, he añadido algunos
conceptos que no aparecían en estos escritos, como el
capítulo dedicado a la Teoría
de la Semejanza.
Aunque pueda asustar un poco, si se echa una primera ojeada,
no hacen falta grandes conocimientos físicos-matemáticos para entender lo que sigue, no
van más allá de los estudiados en bachiller, creo
yo que es más importante, poseer una gran curiosidad
científica, que otra cosa.
Espero que el lector disfrute con su lectura, lo
que yo he disfrutado redactándolos.
2. Conceptos Elementales De
Mecánica De Fluidos
Ecuación De Continuidad
Consideremos un fluido, que atraviesa dos superficies
S1 y S2, las cuales, son perpendiculares a las
direcciones de las líneas de corriente del fluido. Como
entre ambas superficies no existe ninguna fuente ni sumidero de
fluido, la masa que atraviesa las superficies tiene que ser
igual, por tanto:
M1 = M2
La masa de fluido en movimiento que
atraviesa una superficie, es igual:
M = r S v
r : Densidad del
fluido (Kg/m3).
S: Área (m2).
v: velocidad del
fluido (m/s).
Si consideramos que la densidad del fluido no varía
entre las dos superficies, tenemos:
M1 = r S1 v1 = M2 = r S2 v2
S1 v1 = S2 v2
r S v = constante Ecuación de Continuidad
Teorema De Bernoulli
Sea un tubo de corriente que pasa por dos líneas
cerradas C1 y C2.
En la superficie formada por el plano que contiene la
línea cerrada y corta al tubo de corriente, podemos
considerar que la velocidad, la presión y
la altura respecto a un plano de referencia es constante.
Se define la presión estática
de un fluido:
Pe = p + r g h
p: Presión sobre la superficie.
r : Densidad del fluido (Kg/m3).
g: aceleración de la gravedad (9,81 m/s2).
h: altura de la superficie respecto al plano de
referencia.
Se define la presión dinámica de un fluido:
Pd = 1/2 r v2
r : Densidad del fluido (Kg/m3).
v: velocidad del fluido (m/s).
Esta presión es la debida a la velocidad del fluido en
su movimiento.
El teorema de Bernoulli
establece que la suma de la presión estática y la
presión dinámica permanece constate a lo largo de
un tubo de corriente
Pe + Pd = constante
p + r g h + 1/2 r v2 = constante
Esto significa que en la figura:
p1 + r g h1 + 1/2 r v21 = p2 + r g
h2 + 1/2 r v22
Una de las consecuencias más importantes a tener en
cuenta es que si en un fluido la velocidad aumenta su
presión barométrica o estática
disminuye.
El teorema de Bernoulli es valido para todo fluido
estacionario, no viscoso e incompresible a través de un
tubo de corriente.
Ejemplos de aplicación del teorema de bernoulli
Esfera desplazándose en un fluido
Consideremos una esfera desplazándose en el seno de un
fluido.
Si el flujo es laminar, la ecuación de continuidad nos
dice que el producto de la
densidad, la sección y la velocidad en un tubo de
corriente es constante, por lo tanto como la sección
S2 disminuye, la velocidad debe aumentar, se cumple
que:
V2 > V1
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