Hidrostatica

HIDROSTÁTICA.

Hidrostática, es la parte de la Física que se encarga de estudiar las propiedades de los fluidos en reposo (considerando fluidos a los líquidos y gases).

En algunas ocasiones has observado el comportamiento de algunos cuerpos como: el ver flotar un trozo de madera en el agua y el hundimiento de un cuerpo más pequeño como una arenita, o el flotar de una pelota, el flotar de un globo (inflado con gas Helio) en el aire, estas y otras interrogantes las encontraras en el estudio de la Hidrostática.

Entre las propiedades de los fluidos mencionaremos las siguientes:

-Los fluidos ejercen Presión sobre las paredes del recipiente que los contiene y también sobre los cuerpos inmersos en ellos. (Presión Hidrostática).

-Los fluidos transmiten la presión íntegramente en todas las direcciones (principio de Pascal).

-Los fluidos ejercen fuerzas de empuje sobre los cuerpos parcial o totalmente sumergidos en ellos. (Principio de Arquímedes)

A continuación estudiaremos en lo particular cada una de las propiedades mencionadas, pero antes es importante precisar el concepto de Presión.

PRESIÓN es la razón de la fuerza perpendicular aplicada entre el área en donde se ejerce.

P = F / A.

Se dice que la presión es la eficacia de una fuerza y que depende del tamaño del área en la que se aplica. Por ejemplo. El efecto que causa el peso de una dama parada con zapatos de tacón bajo y amplio y la misma dama parada con tacones altos y delgados sobre una superficie de madera blanda.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA. Es la presión que ejercen los fluidos sobre los cuerpos inmersos en ellos y en las paredes del recipiente que los contiene.

A continuación demostraremos que esta presión depende de la altura de la columna de fluido y de la densidad del mismo.

De la definición de Presión.

P = F / A = w / A donde w es el peso de la columna de --

Fluido.

Como sabemos Pe = w / V de donde w = Pe V .

Sustituyendo tenemos.

P = Pe V / A y sabemos que V = A h.

Sustituyendo y reduciendo obtenemos:

Ph = Pe h.

Recordemos que: Pe = ρ g sustituyendo obtenemos.

Ph = ρ g h.

En donde : ρ es la densidad del fluido.

g es la aceleración de la gravedad.

h es la altura de la columna del fluido.

PRESIÓN ATMOSFÉRICA. La atmósfera es un fluido por lo que también ejerce presión sobre los cuerpos inmersos en ella .Esta fue medida por Torricelli empleando un instrumento conocido como Barómetro.

El Barómetro consiste en un recipiente lleno con mercurio y una columna de vidrio llena con el mismo fluido, como se muestra en la figura.

h = 760mm Hg

Al nivel del mar la columna alcanza una altura de 760 mm de Hg y la presión de esta columna se determina con la fórmula

Ph = ρ g h .

P = ( 13.6 g / cm³ ) (981 cm /s² ) ( 76cm ) = 1013961 dina/cm.²

=101 396 N / m² = 1.033 Kgf / cm² = 1 atm.

PRESIÖN ABSOLUTA = Patm. + Ph (presión atmosférica + presión hidrostática).

La presión hidrostática es conocida también como presión Manométrica, ya que el instrumento que se emplea para medirla se llama Manómetro.

PRINCIPIO DE PASCAL. Este principio establece que todo fluido contenido en un recipiente transmite la presión íntegramente en todos los puntos y en todas las direcciones.

Una de las aplicaciones de este principio la tenemos en la máquina llamada, PRENSA HIDRÄULICA.

La prensa hidráulica se compone de dos cilindros de considerable diferencia de diámetros entre ellos ,unidos entre si por un tubo, a través de los cuales se encuentra confinado un fluido incompresible ,así como también dos émbolos que ajustan perfectamente en cada cilindro.

F1

A2

A1

F2

P1 = P2 ( las presiones son iguales ).

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