La mecánica de fluidos, como indica su nombre, estudia los fluidos.
Sin embargo, no trata de describir todo lo relacionado con ellos: se centra en
aspectos mecánicos del comportamiento de los fluidos, como su
movimiento, la presión que ejercen, cómo alteran el movimiento de objetos
introducidos en ellos, etc. Otras facetas del comportamiento de los fluidos,
como sus cambios de temperatura y cosas así, son estudiados por la termodinámica
La mecánica de fluidos es, por tanto, una aplicación de la
mecánica, que estudia el movimiento de partículas puntuales y establece
principios generales sobre su comportamiento, a un tipo especial de cuerpos:
los fluidos. En cierto sentido, esto hace de esta disciplina algo derivado y
no fundamental. Con esto me refiero a que sería posible describir el
comportamiento de los fluidos utilizando los principios de la mecánica
clásica; en otras palabras, si nos sumergimos de verdad en la mecánica de
fluidos y preguntamos “¿por qué?” una y otra vez ante cada
afirmación que realiza, al final llegamos a los principios básicos de la
mecánica.
Sin embargo, el hecho de que la mecánica de fluidos sea
teóricamente derivable a partir de la mecánica clásica no quiere decir que, en
la realidad, la hayamos derivado de ella. Esta parte de la Física fue
desarrollada en paralelo a la mecánica newtoniana, y contiene muchos principios
físicos obtenidos de manera empírica, en varios casos siglos antes de que su
explicación teórica a partir de las leyes de la dinámica fuera posible, porque
esas leyes no eran aún conocidas.
Incluso ahora que nuestra mecánica está bien madura, sigue
teniendo sentido utilizar una mecánica específica para los fluidos. Al fin y al
cabo, estudiar el movimiento de una partícula utilizando los principios de la
mecánica es bastante simple; hacerlo con dos partículas es más complicado, y
hacerlo con cien algo más difícil.
¿Que es un fluido?
Un fluido es un medio capaz de fluir, es decir, de
cambiar de forma y adaptarse al recipiente que lo contiene.
Esta propiedad la cumplen, en su definición ideal, los líquidos,
los gases y los plasmas. Es lo que tienen en
común, por mucho que se diferencien en otras cosas, y esta propiedad determina
gran parte de su comportamiento en contraposición al de los sólidos. De las
diferencias entre los distintos tipos de fluidos hablaremos en la próxima
entrega pero, por ahora, centrémonos en lo que los une. Así, un ladrillo es un
sólido y no es capaz de fluir: tendrá siempre forma de ladrillo esté dentro de
un barril, sobre tu mano o en el suelo. Sin embargo, el agua de una botella es
un fluido, ya que tiene forma de botella mientras está en ella, pero si la
viertes sobre tu mano se adapta a su forma; puesto que tu mano tiene huecos
entre los dedos, de hecho, la gravedad terrestre hará que el fluido se escape
entre ellos y caiga al suelo. Y, una vez en el suelo, se adaptará a su forma y
creará un charco más o menos amplio dependiendo de la profundidad que pueda
tener por la forma del terreno.
El aire dentro de un globo tiene la misma propiedad: puedes
apretar la superficie del globo con un dedo creando una hendidura, y el gas del
interior cambiará de forma para adaptarse a la nueva superficie del globo. Si
metes el globo dentro de una caja cuadrada y lo fuerzas a tomar la forma de la
caja, el aire tomará forma cuadrada como la caja, etc.
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