TUBO DE PITOT ✈️ Cómo mide un avión su velocidad
Te explico desde cero cómo funciona un tubo de Pitot y cómo permite medir la velocidad de un avión respecto del aire. Aplicaremos la ecuación de Bernoulli para relacionar la presión estática, la presión total o de estancamiento y la velocidad, y resolveremos un problema realista en el que una avioneta alcanza aproximadamente 63,2 m/s, es decir, unos 228 km/h.El tubo de Pitot es uno de esos pequeños elementos que podemos observar en el exterior de muchos aviones. Su abertura se orienta hacia el flujo de aire. Cuando el aire entra por esa abertura, se desacelera hasta alcanzar una velocidad prácticamente nula en el punto de estancamiento. Como consecuencia, parte de la energía cinética del aire se manifiesta como un aumento de presión.
Para calcular la velocidad no basta con conocer únicamente la presión del tubo de Pitot. Necesitamos comparar la presión total medida en el punto de estancamiento con la presión estática del aire exterior, obtenida mediante una toma estática. La diferencia entre ambas se denomina presión dinámica.
En el problema resuelto utilizaremos los siguientes datos:
Presión estática: 101 300 Pa
Presión total: 103 750 Pa
Densidad del aire: 1,225 kg/m³
La diferencia de presión es: Δp = 103 750 − 101 300 = 2450 Pa
Aplicando la relación obtenida a partir de la ecuación de Bernoulli:
v = raíz cuadrada de (2Δp / ρ)
obtenemos: v ≈ 63,2 m/s ≈ 228 km/h
Durante la explicación también veremos por qué la velocidad del aire se hace cero en el punto de estancamiento, por qué la presión dentro del tubo es mayor que la presión estática, cómo aparece la fórmula del tubo de Pitot y por qué las unidades finales son metros por segundo.
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⏱️ CAPÍTULOS DEL VÍDEO
00:00 Qué es un tubo de Pitot
00:35 Para qué sirve el tubo de Pitot en un avión
01:07 Puntos exterior e interior del tubo
01:41 Conservación de la energía en el flujo de aire
02:33 Energía de presión, cinética y potencial
03:21 Ecuación de Bernoulli entre dos puntos
04:00 Por qué se cancelan las alturas
05:34 Masa, densidad y volumen
06:50 Bernoulli por unidad de volumen
07:29 Qué ocurre con el aire dentro del tubo de Pitot
08:20 De energía cinética a aumento de presión
08:54 Cómo despejar la velocidad del avión
10:29 Fórmula del tubo de Pitot
11:00 Presión estática y presión total
11:34 Problema resuelto con datos realistas
12:48 Cálculo de la diferencia de presión
13:16 Análisis de las unidades
15:13 Velocidad en metros por segundo
15:26 Conversión a kilómetros por hora
15:57 Relación con la física de fluidos
En esta clase aprenderás:
• Qué es un tubo de Pitot.
• Cómo mide la velocidad de un avión.
• Qué es la presión estática.
• Qué es la presión total o de estancamiento.
• Qué significa la presión dinámica.
• Cómo aplicar la ecuación de Bernoulli.
• Por qué el aire se detiene en el punto de estancamiento.
• Cómo despejar la velocidad a partir de una diferencia de presión.
• Cómo analizar las unidades de la fórmula.
• Cómo pasar de metros por segundo a kilómetros por hora.
Una precisión importante: el tubo orientado hacia el flujo mide la presión total. La presión estática debe medirse mediante una toma estática independiente o mediante los orificios laterales de una sonda Pitot-estática. La velocidad se obtiene comparando ambas presiones.
Este modelo es adecuado cuando el flujo puede considerarse estacionario, las diferencias de altura son despreciables y la velocidad es suficientemente baja para tratar el aire aproximadamente como un fluido incompresible.
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