Un viaje por la mecánica de fluidos: presión, flotación, Bernoulli y turbulencia. Revuelve el fluido con el dedo o el cursor, haz scroll y rompe los simuladores.
Cualquier sustancia que se deforma sin parar cuando le aplicas un esfuerzo cortante. El agua, el aire, la miel, la sangre, el magma… Tres propiedades lo explican casi todo:
ρ = m / V
Cuánta masa cabe en un volumen. Es la que decide quién flota y quién se va al fondo.
P = F / A
Fuerza repartida sobre un área. En un fluido en reposo empuja igual en todas las direcciones.
τ = μ · du/dy
La "flojera" del fluido para deformarse. La miel gana por goleada; el aire casi no tiene.
F₂ = F₁ · A₂ / A₁
Un cambio de presión en un fluido encerrado llega íntegro a todos sus puntos. Por eso un gato hidráulico levanta un auto con la fuerza de tu brazo.
P = P₀ + ρ·g·h
Cuanto más bajas, más fluido tienes encima. Cada ~10 m bajo el mar sumas casi una atmósfera extra sobre tus oídos.
E = ρ_f · g · V_sum
Todo cuerpo sumergido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja. Un barco de acero flota porque desaloja muchísima agua.
A₁·v₁ = A₂·v₂
Lo que entra, sale. Si el tubo se estrecha, el fluido acelera: es lo que pasa cuando tapas la manguera con el dedo.
P + ½ρv² + ρgh = cte
Donde el fluido va más rápido, la presión baja. Explica el tubo de Venturi, los atomizadores y parte de la sustentación de un ala.
Re = v·D / ν
Inercia contra viscosidad. En tuberías: por debajo de ~2300 el flujo es ordenado (laminar); por encima de ~4000 se vuelve caótico (turbulento).
Mueve los controles y mira la física en tiempo real. Los números de abajo se calculan con las ecuaciones de verdad.
Un cubo de 1 litro cae en un tanque. Cambia su densidad y el fluido; las flechas muestran peso (W) y empuje (E).
Estrecha el tubo: el agua acelera y la presión cae (mira los tubitos medidores). Si cae demasiado… ¡cavitación!
Un tanque con un agujero lateral: v = √(2gh). Mueve el nivel y la altura del agujero para que el chorro llegue más lejos.
Se inyecta tinta en el centro de un tubo de 5 cm. Sube la velocidad y mira cómo el hilo ordenado se rompe en caos.
Videos para ver los fluidos en acción. Haz clic en cualquier tarjeta para reproducir.
del agua de la Tierra está en los océanos.
más denso es el agua que el aire a nivel del mar.
de columna de agua equivalen a 1 atmósfera de presión.
es el Reynolds crítico típico para flujo en tuberías.