Mecánica de fluidos

Un fluido es cualquier sustancia que fluye: líquidos y gases. La mecánica de fluidos explica desde por qué los oídos duelen al sumergirte hasta cómo funciona un gato hidráulico o la circulación de la sangre. En el temario de Ciencias Médico Biológicas del IPN se evalúa en dos mitades: fluidos en reposo (hidrostática) y fluidos en movimiento (hidrodinámica).

Qué debes dominar

• Presión: P = F / A, medida en pascales (N/m²).
• Presión hidrostática: P = ρ · g · h, que crece con la profundidad y no depende de la forma del recipiente.
• Principio de Pascal: la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite íntegra; de ahí F₂ / A₂ = F₁ / A₁.
• Principio de Arquímedes: el empuje es el peso del fluido desalojado, E = ρ_fluido · g · V_sumergido.
• Flujo: gasto Q = A · v, ecuación de continuidad y la idea de Bernoulli.

Dos cálculos típicos. A 10 m de profundidad en agua, la presión debida al líquido es 1000 · 9.8 · 10 = 98 000 Pa, cerca de una atmósfera adicional. En una prensa hidráulica con émbolo menor de 0.02 m² y mayor de 0.5 m², una fuerza de 100 N produce 100 · (0.5 / 0.02) = 2500 N.

Cómo practicarlo

Problemas de una sola fórmula con datos en unidades distintas, preguntas de comparación (en cuál recipiente es mayor la presión en el fondo) y reactivos conceptuales sobre por qué flota un objeto o qué ocurre con la velocidad del agua cuando una tubería se estrecha.

Errores comunes

• Usar el volumen total del objeto cuando solo está sumergido una parte.
• Olvidar convertir cm² a m² antes de aplicar Pascal.
• Pensar que la presión depende del ancho del recipiente.
• Creer que al estrecharse una tubería la velocidad disminuye.