Resistencia (fluidos)

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Un objeto que cae a través de un gas o líquido experimenta una fuerza en sentido opuesto a su movimiento. Se alcanza la velocidad terminal cuando la fuerza de resistencia es igual a la fuerza de la gravedad que tira de él.

En dinámica de fluidos, la resistencia o fricción de fluido , incorrectamente denominada en ocasiones como arrastre, es la fricción entre un objeto sólido y el fluido (un líquido o gas) por el que se mueve.

En el caso particular de que el fluido sea líquido (p/ej. el agua), se denomina resistencia hidrodinámica, mientras que en el caso de que el fluido sea gaseoso (p/ej. el aire atmosférico), se denomina resistencia aerodinámica

Para un sólido que se mueve por un fluido, la resistencia es la suma de todas las fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas en la dirección del flujo del fluido externo. Por tanto, actúa opuestamente al movimiento del objeto, y en un vehículo motorizado esto se resuelve con el empuje.

Generalmente al estudiar el movimiento bi o tridimensional de un objeto, casi siempre se ignora la resistencia del aire. En muchos problemas esta es una excelente aproximación; en otros, la resistencia del aire es importante, y necesitamos saber cómo cuantificarla. Si bien se habla generalmente de resistencia "del aire", porque el aire es el medio a través del cual se mueven los cuerpos, podemos aplicar las mismas consideraciones para otros gases e incluso líquidos.

Sin embargo asumiremos que la fuerza de resistencia f y la velocidad v tienen la misma dirección pero sentidos opuestos. Esto es, consideraremos solamente objetos para los cuales la fuerza lateral es cero, o despreciable. La situación es ilustrada en la figura

En la astrodinámica, dependiendo de la situación, la resistencia atmosférica se puede considerar como una ineficiencia que requiere energía adicional durante el lanzamiento del objeto al espacio o como una ventaja que simplifica el regreso desde la órbita.

En la física del deporte, tiene muchas aplicaciones como por ejemplo, explicar el alto desempeño del corredor Usain Bolt.[1]

Ejemplos[editar]

Los ejemplos de resistencia de fluidos incluyen al componente de la fuerza aerodinámica o hidrodinámica neta que actúa en dirección opuesta a la dirección de movimiento de un objeto sólido, como automóviles, aviones y cascos de barcos; o actuando en la misma dirección geográfica de movimiento que el sólido, como para las velas unidas a un barco de vela de viento abajo, o en direcciones intermedias en una vela, dependiendo de los puntos de la vela. En el caso de resistencia viscosa de fluido en una tubería, la fuerza de resistencia sobre la tubería inmóvil disminuye la velocidad del fluido en relación con la tubería.

En la física de los deportes, la fuerza de resistencia es necesaria para explicar el movimiento de pelotas, jabalinas, flechas y frisbees y el rendimiento de corredores y nadadores.

De igual manera podemos encontrar esta fuerza de resistencia dentro de la Fórmula 1, en donde los monoplazas necesitan una gran carga aerodinámica para mantenerse pegados al suelo.

Referencias[editar]

  1. Hernandez-Gomez, J J; Marquina, V; Gomez, R W (25 de julio de 2013). «On the performance of Usain Bolt in the 100 m sprint». Eur. J. Phys. (IOP) 34 (5): 1227. doi:10.1088/0143-0807/34/5/1227. Consultado el 23 de abril de 2016.