En mecánica de fluidos , la masa añadida o masa virtual es la inercia añadida a un sistema porque un cuerpo que acelera o desacelera debe mover (o desviar) cierto volumen del fluido circundante a medida que se mueve a través de él. La masa añadida es un problema común porque el objeto y el fluido que lo rodea no pueden ocupar el mismo espacio físico simultáneamente. Para simplificar, esto se puede modelar como un volumen de fluido que se mueve con el objeto, aunque en realidad "todo" el fluido se acelerará en varios grados.
El coeficiente de masa añadida adimensional es la masa añadida dividida por la masa de fluido desplazada, es decir, dividida por la densidad del fluido por el volumen del cuerpo. En general, la masa añadida es un tensor de segundo orden , que relaciona el vector de aceleración del fluido con el vector de fuerza resultante sobre el cuerpo. [1]
Friedrich Bessel propuso el concepto de masa añadida en 1828 para describir el movimiento de un péndulo en un fluido. El período de tal péndulo aumentó en relación con su período en el vacío (incluso después de tener en cuenta los efectos de flotabilidad ), lo que indica que el fluido circundante aumentó la masa efectiva del sistema. [2]
Podría decirse que el concepto de masa añadida es el primer ejemplo de renormalización en física. [3] [4] [5] El concepto también se puede considerar como un análogo de la física clásica del concepto mecánico cuántico de cuasipartículas . Sin embargo, no debe confundirse con el aumento de masa relativista .
A menudo se afirma erróneamente que la masa añadida está determinada por la cantidad de movimiento del fluido. Que este no es el caso, queda claro cuando se considera el caso del fluido en una caja grande, donde el momento del fluido es exactamente cero en cada momento del tiempo. La masa añadida en realidad está determinada por el cuasi-momento: la masa añadida multiplicada por la aceleración del cuerpo es igual a la derivada del tiempo del cuasi-momento fluido. [4]
Las fuerzas no estacionarias debidas a un cambio de la velocidad relativa de un cuerpo sumergido en un fluido se pueden dividir en dos partes: el efecto de masa virtual y la fuerza de Basset .