Caudal y continuidad

Qué aprenderás

• En un flujo estacionario de un fluido incompresible por un conducto sin fugas, el caudal volumétrico se conserva
• Aplicar la regla del tema con pasos justificados y comprobar el resultado.
• Resolver y aprobar la hoja de ejercicios antes de continuar.

Conceptos del tema

En un flujo estacionario de un fluido incompresible por un conducto sin fugas, el caudal volumétrico se conserva.

Una sección más estrecha implica mayor rapidez media bajo esas condiciones.

Cómo interpretar este tema

El primer paso es elegir un modelo físico y sus hipótesis. Pregunta qué fenómeno describe el enunciado, qué magnitudes intervienen y qué se supone constante. Una fórmula válida para aceleración constante, por ejemplo, no sirve automáticamente para cualquier movimiento.

Representa los datos con sus unidades y fija un sentido positivo cuando haya direcciones. Despeja la incógnita antes de sustituir. La coherencia de unidades es una comprobación independiente: una rapidez debe tener unidades de longitud dividida entre tiempo, y no de longitud multiplicada por tiempo.

Detalles para comprender la regla

La relación volumétrica constante requiere las hipótesis de flujo estacionario incompresible sin pérdidas de masa por fugas.

Ejemplo resuelto

Un conducto pasa de área 4 a área 2, con v₁ = 3 $\frac{m}{s}$.

1. Usa 4·3 = 2·v₂ con áreas en las mismas unidades.
2. Despeja v₂ = $\frac{12}{2}$.
3. La rapidez final es 6 $\frac{m}{s}$.

Cómo practicar

1. Describe el fenómeno y las hipótesis del modelo.
2. Anota los datos, conviértelos a unidades compatibles y fija los signos.
3. Dibuja un esquema o consulta la gráfica del tema si está disponible.
4. Despeja la incógnita, sustituye y comprueba las unidades del resultado.

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Recursos para profundizar

• Física universitaria · OpenStax, volumen 1 ↗

  Consulta las definiciones y el capítulo relacionado con este tema. Lectura de referencia en inglés.

• Laboratorio de Física ↗

  Explora movimiento, fuerzas, energía, circuitos y ondas con simulaciones.