1r ciclo Fuerza de un fluido

[guibix]

Buenas,

He buscado (para un caso ideal sin turbulencias y demás) la función de la fuerza que ejerce un fluido de densidad $\rho$, que se desplaza a una velocidad $v$, sobre una superficie $A$ perpendicular al movimiento del fluido. Lo he resuelto por análisis dimensional y he obtenido:

$$F(\rho Av)=k\rho Av^2$$

El caso es que la $k$ debe hallarse experimentalmente y no encuentro otra forma de deducirla. Yo creo que es 1 porque visto como un choque, la constante de el momento lineal es 1, pero no estoy seguro del todo de si se puede tratar así o no. Aún no he tocado casi nada de fluidos y no le tengo el tranquillo.

¿Alguien me puede echar una mano?

Gracias.

[Breogan]

Re: Fuerza de un fluido

Hola:
Por curiosidad (no por que sepa) y para aclarar, lo que buscas es la fuerza que el flujo de un fluido ejerce sobre una placa como? sumergida en el flujo continuo de un fluido? compresible o no? o como el impacto de un flujo de un fluido con intercambio total de energía? compresible o no? u otra alternativa que no tengo presente ahora. Podes explayarte?, me interesa.

Suerte

[guibix]

Re: Fuerza de un fluido

Hola Breogan,

Como ves, se trata de un problema de análisis dimensional, o sea que busco el caso más ideal que relacione las magnitudes dadas (sin turbulencias ni efectos aerodinámicos "raros"), solo partiendo de las dimensiones de las magnitudes. El flujo tiene una velocidad $v$ y puede o no ser constante, pero no se dice nada de compresibilidad ni del medio, sólo densidad (variable o no). El flujo de fluido podría ser el viento y la superficie podría ser una vela de barco.

En realidad solo tengo que relacionar las magnitudes. La $k$ no tengo que deducirla pero me quedé con la duda. A lo mejor esa $k$ depende de otros factores (como la compresibilidad, etc), pero no tengo conocimientos sobre fluidos para saber qué factores hay en esa $k$, ni si puede ser constante. Mi duda es precisamente el cómo es la $k$ en el caso más ideal posible.

Salud!

[Breogan]

Re: Fuerza de un fluido

Hola:

Creo que el caso mas ideal posible es el caso donde todo el momento lineal transportado por el fluido se transforma en una fuerza sobre el objetivo y no hay variación de energía interna de el fluido.

Es decir si el flujo tiene una velocidad v tendras que cada diferencial de masa que choca con el objetivo en cada instante lleva un impulso:

$d p= \ v \ \ dm$

y dm lo podemos escribir como $dm=\delta \ dV=\delta \ A v dt$ por lo cual queda:

$dp=\ v\ \delta \ A \ v \ dt$

ó $dp=\ \delta \ A \ v^2 \ dt$

Si el flujo se detiene completamente al chocar con el objetivo, perdiendo todo su momento lineal, la fuerza que se ejerce sobre el es:

$F=\dst \frac {dp}{dt}=\ \delta \ A \ v^2$

que es la misma fuerza sobre el objetivo, en este caso k es igual a 1.
Si el fluido rebota, se comprime, rodea al objetivo, etc. cambian las condiciones y cambia k.

s.e.u.o.

Saludos

Suerte

[guibix]

Re: Fuerza de un fluido

Gracias Breogan, esto es lo que quería averiguar.

Saludos!