A continuación se propone una serie de observaciones y experimentos simples de realizar.
a) Al soplar por encima de una hoja de papel dispuesto horizontalmente bajo la boca, como se indica en la figura 2, el papel se levanta. Una variante de este experimento consiste en soplar por el espacio que hay entre dos globos ligeramente separados. Como lo indica la figura 82, los globos se juntan.
b) Si se sopla por una pajilla doblada sobre una abertura de modo que funcione como atomizador, tal como se ilustra en la figura 83, el agua asciende por la pajilla vertical inmersa en ella.
c) Si se afirma con un dedo una pelota de pimpón en un embudo (preferiblemente transparente) y justo cuando soples fuertemente por el vástago del embudo se saca el dedo, la pelotita, en vez de caer, se mantiene dentro del embudo, como muestra la figura 84.
d) Con un secador de pelo se puede mantener flotando en el aire una pelotita de pimpón del modo que se ilustra en la figura 85. Cuando la pelota está en equilibrio, al mover el chorro de aire de un lado a otro, la pelota sigue al chorro y continúa en equilibrio. Si se inclina un poco el chorro de aire, constatarás que tampoco cae.
e) Cuando uno camina por la orilla de una carretera y pasa un bus o un camión muy grande y muy rápido, ¿qué se siente? Una fuerza empujará hacia la carretera y uno puede caer sobre ella, especialmente si se va en bicicleta.
f) Al acercar una pelota que cuelga de un hilo al chorro de agua que sale de una llave se observa que la pelota puede mantenerse en equilibrio en la posición que se indica en la figura 86; es decir, parece que el flujo de agua y la pelota se atraen.
Todas estas situaciones tienen algo en común: fluidos en rápido movimiento. ¿Qué ocurre con la velocidad de un fluido que se mueve por un tubo en que cambia su sección, por ejemplo, al pasar de una cañería gruesa a otra más delgada?
La figura 87 ilustra bien esta idea. Si presionamos de igual manera el pistón de dos jeringas idénticas, una sin aguja y otra con aguja, podremos apreciar que el líquido sale mucho más veloz en el segundo caso; es decir, cuando la sección del conducto es menor. En realidad, la rapidez v con que se mueve el fluido es inversamente proporcional a la sección A de la cañería. Ello ocurre igual con el agua que fluye por un río o canal, que se mueve más rápido en los lugares en que éste es más angosto o menos profundo. Este fue el primer descubrimiento de Bernoulli, el cual puede expresarse diciendo que:
V • A = constante
Rapidez de flujo de fluido: cantidad de flujo que fluye en un sistema por unidad de tiempo. Se puede expresar como rapidez de flujo de volumen (Q): que es el volumen de flujo de fluido que pasa por una sección por unidad de tiempo (más conocida como CAUDAL).
Q = v · A v: velocidad promedio del flujo
A: área de la sección transversal
La ecuación de continuidad
Si un fluido fluye desde la sección transversal A1 hacia una sección transversal A2 (Fig. con rapidez constante, es decir, si la cantidad de fluido que pasa por cualquier sección en un cierto tiempo dado es constante, entonces la masa M de fluido que pasa por la sección A2 en un tiempo dado debe ser la misma que la que fluye por la sección A1, en el mismo tiempo. Entre las secciones A1 y A2 no hay ni generación ni acumulación de masa por unidad de tiempo, esto es:
M1=M2
Como M = p · v · A, entonces:
? 1 · v1 · A1 = ?2 · v2 ·A 2
Si el fluido que circula entre las secciones A1 y A2 es incompresible (?1=?2), la ecuación de continuidad se expresa por:
v1 · A1 = v2 · A2 [1]
Q 1 = Q 2
Supongamos que un flujo de agua viaja con una rapidez de 50 cm/s por una cañería de sección 6 cm2, según se indica en la figura 8. Si la cañería se hace más angosta, de modo que su sección se reduce a 2 cm2, ¿con qué rapidez se moverá en esta zona?
con rapidez constante, es decir, si la cantidad de fluido que pasa por cualquier sección en un cierto tiempo dado es constante, entonces la masa M de fluido que pasa por la sección A2 en un tiempo dado debe ser la misma que la que fluye por la sección A1, en el mismo tiempo. Entre las secciones A1 y A2 no hay ni generación ni acumulación de masa por unidad de tiempo, esto es:
