Significado de «principio de Bernoulli (teoría de la dinámica de los fluidos)»

El principio de Bernoulli Teorema fundamental en la teoría de la dinámica de los fluidos, enunciado por Daniel Bernoulli.

Para el caso del flujo constante de un fluido incomprensible y no viscoso, el teorema afirma que la Energía de una unidad de volumen del fluido se conserva inalterable a lo largo de un filete o vena líquida (v. Flujo).

Más específicamente, el teorema dice que la suma algébrica de tres términos —la presión, la energía cinética por unidad de volumen y la energía potencial por unidad de volumen— tiene el mismo valor en dos puntos cualesquiera de la vena líquida; en unidades prácticas permanece constante la suma de la carga de altura, la carga de velocidad y la carga de presión.

Cuando hay rozamiento, como en un fluido viscoso o en el flujo por tubos, parte de la energía mecánica del fluido se transforma en calor y hay una disminución de esta suma en puntos situados aguas abajo de la vena líquida.

Igualmente, el teorema de Bernoulli es útil para la explicación cualitativa de muchos fenómenos en los líquidos.

Para un líquido que fluye por un tubo horizontal sin rozamiento, y para dos puntos en la misma vena líquida próximos a las regiones A y B del tubo, la ecuación de Bernoulli toma la forma p1/d + (v1^2)/ 2 = p2/d + v2^2 donde d es la densidad del líquido y p y v con subíndices, la presión y la velocidad en los dos puntos, respectivamente. Como pasa la misma cantidad de líquido cada segundo por cada sección del tubo (v. Flujo), el flujo es más rápido donde el tubo se estrecha que donde es ancho.

Esto es v2 es mayor que v1 y el segundo término del segundo miembro de la ecuación es mayor que el segundo término del primer miembro.

Por lo tanto, p2/d es menor que p1/d y p2 menor que p1. Esta conclusión —que la presión en el líquido es menor cerca de B, donde la velocidad es alta, que cerca de A, donde la velocidad es baja— se confirma experimentalmente por el hecho que el líquido no se eleva tanto en el tubo manométrico en B como lo hace en A (v. Hidrostática, Proposición IV).

Un dispositivo como éste, el Tubo de Venturi o venturímetro, se usa para determinar la velocidad de flujo por un tubo a base de la medida de las alturas manométricas, h1 y h2, en puntos de sección conocida.

El efecto Bernoulli, la disminución de presión en regiones donde aumenta la velocidad del flujo, se observa también en los gases, aun cuando no se aplica la ecuación. Muchos fenómenos se explican por este efecto.

Cuando se sopla una bocanada de aire entre dos pelotas de tenis colgadas de cuerdas largas, una al lado de otra, se mueven acercándose a causa del descenso de presión producido en el espacio que las separa.

Por la misma razón, dos barcos tienden a acercarse si se mueven uno al lado de otro en aguas tranquilas o si están anclados en una corriente con las quillas paralelas a la dirección de la misma. Si se sopla sobre la parte superior de una tira estrecha de papel se reduce la presión del aire sobre el papel y se eleva su extremo inferior, experiencia que explica por qué se eleva una superficie aerodinámica.