Hidrostática

Hidrostática

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La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases. El término de fluído se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.

La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área (A) de la siguiente forma:

La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:

P = Po + ρgy

Siendo:

P: Presión total

Po: Presión superficial

ρ: Densidad del fluido

g: Intensidad gravitatoria de la Tierra

y: Altura neta

Las características de los líquidos son las siguientes:

• a) Viscosidad. Es una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.

• b) Tensión Superficial. Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido.

• c) Cohesión. Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.

• d) Adherencia. Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.

• e) Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.

[editar] Principio de Pascal

Artículo principal: Principio de Pascal.

El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo».

Es decir, que si se aplica presión a un liquido no comprimible en un recipiente cerrado, ésta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo, en la prensa hidráulica o en el gato hidráulico; ambos dispositivos se basan en este principio. La condición de que el recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presión no actúen deformando las paredes del mismo en lugar de transmitirse a todos los puntos del líquido.

[editar] Principio de Arquímedes

Artículo principal: Principio de Arquímedes.

El principio de Arquímedes establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente (depositado) en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido. El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente

Se denomina presión a la magnitud que mide la fuerza que se ejerce por unidad de superficie. La presión se mide con manómetros o barómetros, según el caso.

Contenido

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• 1 Sistema internacional de unidades

• 2 Sistema cegesimal

• 3 Sistema técnico gravitatorio

• 4 Sistema técnico de unidades

• 5 Sistema inglés

• 6 Sistema técnico inglés

• 7 Otros sistemas de unidades

• 8 Conversiones y equivalencias

• 9 Véase también

• 10 Enlaces externos

[editar] Sistema internacional de unidades

• Gigapascal (GPa), 109 Pa

• Megapascal (MPa), 106 Pa

• Kilopascal (kPa), 103 Pa

• Pascal (Pa), unidad derivada de presión del SI, equivalente a un newton por metro cuadrado ortogonal a la fuerza.

[editar] Sistema cegesimal

• Baria

[editar] Sistema técnico gravitatorio

• Kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2)

• Gramo-fuerza por centímetro cuadrado (gf/cm2)

• Kilogramo-fuerza por decímetro cuadrado (kgf/dm2)

[editar] Sistema técnico de unidades

• Metro de columna de agua (mc.a.), unidad de presión básica de este sistema

• Centímetro columna de agua

• Milímetro columna de agua (mm.c.d.a.)

[editar] Sistema inglés

• KSI = 1000 PSI

• PSI, unidad de presión básica de este sistema.

• Libra fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in2)

[editar] Sistema técnico inglés

• Pie columna de agua: un pie columna de agua es equivalente a 0,433 (lbf/ft2), 2,989 kilo pascals (kPa), 29,89 milibars (mb) o 0,882 (pulgadas de Hg)

• Pulgada columna de agua

[editar] Otros sistemas de unidades

• Atmósfera (atm) = 101325 Pa = 1013,25 mbar = 760 mmHg

• Milímetro de mercurio (mmHg) = Torricelli (Torr)

• Pulgadas de mercurio (pulgadas Hg)

• Bar

[editar] Conversiones y equivalencias

Unidades de Presión

pascal

(Pa)

bar

(bar)

milibar

(mbar)

atmósfera técnica

(at)

atmósfera

(atm)

torr

(Torr) libra-fuerza por

pulgada cuadrada

(psi)

1 Pa ≡ 1 N/m2

10−5 10−2 1,0197×10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6

1 bar 100.000 ≡ 106 dyn/cm2

103 1,0197 0,98692 750,06 14,5037744

1 mbar 100 10−3 ≡ hPa

0,0010197 0,00098692 0,75006 0,0145037744

1 at 98.066,5 0,980665 980,665 ≡ 1 kgf/cm2

0,96784 735,56 14,223

1 atm 101.325 1,01325 1.013,25 1,0332 ≡ 1 atm

760 14,696

1 torr 133,322 1,3332×10−3 1,3332 1,3595×10−3 1,3158×10−3 ≡ 1 Torr; ≈ mm Hg

19,337×10−3

1 psi 6,894×103 68,948×10−3 68,948 70,307×10−3 68,046×10−3 51,715 ≡ 1 lbf/in2

Ejemplo: 1 Pa = 1 N/m2 = 10−5 bar = 10−2 mbar = 10.197×10−6 at = 9.8692×10−6 atm, etc.

Nota: Las siglas PSI proceden de "Pound-force per Square Inche" = "libra-fuerza por pulgada cuadrada".

Principio de Pascal

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En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.1

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.

Contenido

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• 1 Aplicaciones del principio

• 2 Prensa hidráulica

• 3 Discusión teórica

• 4 Referencia

o 4.1 Bibliografía

• 5 Véase también

• 6 Enlaces externos

[editar] Aplicaciones del principio

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prácticamente constante, de modo que de acuerdo con la ecuación:

Donde:

, presión total a la profundidad.

, presión sobre la superficie libre del fluido.

, densidad del fluido.

, aceleración de la gravedad.

, Altura, medida en Metros.

La presión se define como la fuerza ejercida sobre unidad de área p = F/A. De este modo obtenemos la ecuación: F1/A1 = F2/A2, entendiéndose a F1 como la fuerza en el primer pistón y A1 como el área de este último. Realizando despejes sobre esta ecuación básica podemos obtener los resultados deseados en la resolución de un problema de física de este orden.

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse. Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían

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