En el estrechamiento el fluido va más rápido: ¿entonces hay más energía? ¿Por qué baja la presión?

La energía mecánica total por unidad de volumen es constante a lo largo de una línea de corriente: P + ½ρv² + ρgh. En un tubo horizontal la altura es la misma. El aumento de energía cinética ½ρv² se toma de la energía de presión P. La energía no aparece: pasa de una forma a otra.

¿Con esto se explica la sustentación de un ala?

En parte. El perfil y el ángulo de ataque hacen que el aire sobre el ala vaya más rápido y, por Bernoulli, la presión arriba es menor. El cuadro completo incluye además el desvío del flujo y la tercera ley de Newton. Aquí se ve solo el aporte de Bernoulli: donde la rapidez es mayor, la presión es menor.

¿Por qué no hay turbulencia ni pérdidas por fricción?

El fluido es ideal: no viscoso e incompresible. Así se aísla la relación entre área, rapidez y presión. En un tubo real la viscosidad baja la presión aun sin estrechamiento, y a gran rapidez el flujo puede volverse turbulento.

¿Se puede escribir la ecuación de Bernoulli para el aire?

Sí, si el flujo es estacionario y el gas es casi incompresible: en la práctica, número de Mach menor que unos 0,3. El tubo de Venturi, un ala a rapideces moderadas y muchos problemas de atmósfera caben en esa aproximación.

Ecuación de Bernoulli

Ecuación de Bernoulli: en el estrechamiento del tubo la rapidez crece y la presión estática baja. Continuidad A₁v₁ = A₂v₂.

Sobre el modelo

Ecuación de Bernoulli: el flujo estacionario de un fluido ideal incompresible en un tubo horizontal de sección variable obedece además la ecuación de continuidad A₁v₁ = A₂v₂, y a lo largo de una línea de corriente P + ½ρv² + ρgh = const. En el estrechamiento el área es menor — la rapidez es mayor; a la misma altura, el aumento de ½ρv² se compensa con la caída de la presión P (efecto Venturi). Se pueden cambiar la rapidez de entrada, la razón de áreas, la densidad y la presión de referencia. El fluido no es viscoso y es incompresible, el flujo es laminar y no hay pérdidas por fricción. En pantalla: rapideces y presiones en la sección ancha y en la estrecha; los puntos solo muestran que el caudal es el mismo y que en el estrechamiento las partículas corren más.

Para quién: Bachillerato y primer curso: hidrodinámica, ecuación de continuidad, ecuación de Bernoulli.

Conceptos clave

ecuación de Bernoulli
ecuación de continuidad
fluido ideal
flujo estacionario
rapidez del flujo
presión estática
efecto Venturi

Cómo funciona

Flujo horizontal ideal: A₁v₁ = A₂v₂ y P + ½ρv² es constante a lo largo de una línea de corriente a la misma altura. En la sección estrecha v es mayor, así que la presión estática P es menor: efecto Venturi. En pantalla, los valores estacionarios v₁, v₂ y P; los puntos solo muestran el sentido y que, con el mismo caudal, en el estrechamiento la rapidez es mayor.

Fórmulas principales

A₁v₁ = A₂v₂ · P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂²

Preguntas frecuentes

En el estrechamiento el fluido va más rápido: ¿entonces hay más energía? ¿Por qué baja la presión?: La energía mecánica total por unidad de volumen es constante a lo largo de una línea de corriente: P + ½ρv² + ρgh. En un tubo horizontal la altura es la misma. El aumento de energía cinética ½ρv² se toma de la energía de presión P. La energía no aparece: pasa de una forma a otra.
¿Con esto se explica la sustentación de un ala?: En parte. El perfil y el ángulo de ataque hacen que el aire sobre el ala vaya más rápido y, por Bernoulli, la presión arriba es menor. El cuadro completo incluye además el desvío del flujo y la tercera ley de Newton. Aquí se ve solo el aporte de Bernoulli: donde la rapidez es mayor, la presión es menor.
¿Por qué no hay turbulencia ni pérdidas por fricción?: El fluido es ideal: no viscoso e incompresible. Así se aísla la relación entre área, rapidez y presión. En un tubo real la viscosidad baja la presión aun sin estrechamiento, y a gran rapidez el flujo puede volverse turbulento.
¿Se puede escribir la ecuación de Bernoulli para el aire?: Sí, si el flujo es estacionario y el gas es casi incompresible: en la práctica, número de Mach menor que unos 0,3. El tubo de Venturi, un ala a rapideces moderadas y muchos problemas de atmósfera caben en esa aproximación.

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