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Mecánica de fluidos

Ecuación de continuidad

Continuidad A·v = const (conservación de masa); más angosto es más rápido inversamente, Q = A·v

Manda agua por un tubo que era grueso y luego se afina, y la corriente se hace fuerte en el cuello estrecho. La misma agua tiene que salir por una puerta más estrecha, así que no le queda más que ir más rápido ahí. Aprieta el cuello tú mismo y la razón llega a la mano. El solo hecho de que el agua que entró no desaparece ata cada sección del tubo.

Arrastra la sonda a lo largo del tubo y lee el área A y la velocidad v, y cuanto más estrecho más rápido. El lado ancho es tranquilo y el cuello es fiero. Pero el producto A·v es el mismo en todas partes. Aunque cambie el sitio, que ese producto se quede en un valor es todo este dibujo.

Ahora aprieta el cuello tú mismo y la relación se aclara. Reduce el área a la mitad y la velocidad se dobla, así que el área y la velocidad se traban en proporción inversa. Cuanto más aprietas, más fuerte la corriente, y al abrirla de nuevo la corriente se vuelve tranquila otra vez. La rapidez llena el sitio en tanto como menguó la cara.

A y v se mueven al revés, pero multiplícalos y son iguales en las dos secciones. Este producto A·v es el volumen que pasa en una unidad de tiempo, el caudal. El volumen que salió de un lado tiene que igualar el volumen que entró por el otro, así que mientras el tubo no gotee el caudal se guarda como una línea.

En símbolos, A1 v1 = A2 v2, esto es Q = A·v se queda constante. Arrastra la velocidad v1 de la sección de delante y la velocidad en el cuello sigue como v2 = v1·A1A2. El agua apenas se comprime, así que pasa con su volumen intacto, y cuando la densidad cambia, como en un gas, ρ·A·v incluyendo esa densidad se queda constante.

Estrecha el extremo de una manguera y la misma agua se apiña en el agujero fino y dispara lejos. Una boquilla, un pulverizador y una jeringa son todos este principio. Estrechar el agujero es el mismo acto que fortalecer la corriente, un dibujo de la misma cantidad saliendo por una puerta más estrecha.

En la prácticaEn corto, en un flujo estacionario lo que entró tiene que salir, así que el producto del área y la velocidad es constante en todas partes del tubo. A1 v1 = A2 v2, esto es el caudal de volumen Q = A·v se conserva, así que cuando la sección se estrecha la velocidad crece en proporción inversa, y la mitad del área significa el doble de velocidad. Esto vale para un fluido incompresible, y para un gas compresible ρ·A·v se queda constante. La intuición de que estrechar y acelerar son un solo cuerpo atraviesa una boquilla, una manguera, un vaso sanguíneo y un rápido de un río. Mira el mismo flujo como energía y lo que sigue es por qué la presión baja donde el flujo se hizo rápido.
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