HIDROSTÁTICA

Presion 1 (image/png)

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

Llamamos presión hidrostática  a la presión que se produce en el seno de un fluido en reposo. Esta presión es debida a la fuerza que ejerce el fluido sobre toda superficie con la que entra en contacto y siempre es perpendicular a esa superficie.

Caption: : Fuerza en el interior de un fluido

Cálculo de la presión hidrostática

La presión hidrostática sobre una superficie equivale a la fuerza que ejerce una columna de líquido situada sobre esa superficie. La fuerza será el peso de la columna: Peso= m.g La masa se obtiene a partir de la densidad: m=d.V Entonces Peso=d.v.g Sonde V es el volumen de la columna de líquido: V=S(base).h  Entonces Peso=d.S.h Para calcular la presión hay que dividir el peso entre la superficie S: presión = Peso/S = d.h.g La presión hidrostática será : Ph=d.h.g Depende de la profundidad a la que se encuentre y de la densidad del líquido, pero no del tamaño de la superficie.

Hidroestarica (image/png)

Caption: : Presión sobre la superficie S a una profundidad h

Principio fundamental de la hidrostática

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Caption: : Puntos a diferente profundidad están sometidos a diferente presión

La diferencia de presión que soportan los puntos A y B vendrá dada por:  PB - PA = d.hB.g - d.hA.g PB - PA = d . g . (hB - hA)   Por lo que se deduce que la diferencia de presión es proporcional a la diferencia de altura si el fluido no varía

Presion Hidrostatica Recipiente (image/png)

Paradoja hidrostática

Caption: : Vasos comunicantes

Independientemente de la forma y el tamaño de las ramas de los vasos comunicantes, el líquido que contengan alcanzará siempre la misma altura. Si se inclinan, el líquido se redistribuirá hasta igualar las alturas. Explicacion: Dos puntos que se encuentren a la misma profundidad en un líquido, estarán sometidos a la misma presión.

Ft Tubo U2 (image/gif)

Caption: : Azul=agua Amarillo=aceite

Si tomamos como referencia la línea de puntos inferior, tenemos dos superficies en el líquido azul situadas a igual altura, por lo tanto las presiones deberán ser iguales: P1 = P2 P1 es la presión que ejerce una columna de agua de altura h1 P1=d1.h1.g P2 es la presión que ejerce una columna de aceite de altura h2 P2=d2.h2.g Igualando ambas presiones: d1.h1.g=d2.h2.g Eliminamos g: d1.h1=d2.h2 De esta forma sería posible obtener la densidad de cualquier líquido conociendo la densidad del agua (1000kg/m3) y las alturas que alcanzan ambos líquidos en un tubo en U siempre que sean inmiscibles.    

Cálculo de densidades

Principio de Pascal

Pascal (image/jpeg)

"La presión ejercida en un punto cualquiera de un fluido incompresible (líquido) se transmite, íntegramente y en todas las direcciones, al resto del fluido."

Caption: : El líquido sale con la misma velocidad en todas las direcciones

Prensa hidraúlica

Según el Principio de Pascal en el montaje de la imagen se debe cumplir: Presión en A1 = Presión en A2 Como sabemos Presión = F/S Aplicando la definición de presión: F1/S1=F2/S2 La fuerza que se aplica y la superficie sobre la que actúa son directamente proporcionales, de forma que si la superficie grande es 1000 veces mayor que la pequeña, la fuerza que se puede conseguir también será 1000 veces mayor.  

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Caption: : Aplicación del Principio de Pascal

Los Codos De Torricelli 25952 2 768 (image/jpeg)

El experimento de Torricelli es uno de los más conocidos de la historia de la ciencia y, la versión más extendida del mismo cuenta que el físico italiano tomó un tubo de vidrio de aproximadamente un metro de longitud cerrado por uno de sus extremos y lo llenó de mercurio; tapando el extremo abierto con su dedo pulgar lo dio la vuelta y lo sumergió ligeramente en una cubeta también con mercurio para, a continuación, quitar el dedo y dejar que entraran en contacto el mercurio del tubo y la cubeta. Observó que el nivel del mercurio descendía en el tubo hasta quedar situado aproximadamente a una distancia de 76 centímetros de la superficie de mercurio de la cubeta. Dedujo que en el hueco que quedaba en la parte superior del tubo se había creado el vacío y que el líquido descendía hasta donde le dejaba la presión que ejercía el aire sobre la superficie del mercurio en la cubeta.

Experimento de Torricelli

Barometro (image/png)

Esos 76 centímetros son los famosos 760 mm de Hg, que sabemos que se corresponden con una atmósfera (1 atm).  Si utilizamos la expresión de la presión hidrostática para calcular la presión que ejerce esa columna de 76 cm de mercurio, cuya densidad es 13600 kg/m3: Ph =13600 . 0,76 . 9,8 = 101300 Pa (aprox.) Presión atmosférica al nivel del mar en condiciones normales de temperatura. 760 mm de Hg = 1 atmósfera = 101300 Pa

Caption: : Presión del mercurio = Presión atmosférica

Presión atmosférica

Slide 9 (image/jpeg)

Meteorología y Presión atmosférica

Caption: : Proyecto PECHAKUCHA

Principio de Arquímedes

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Caption: : El agua tiende a llenar el espacio que ocupa el cuerpo ejerciendo el empuje

"Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado" Empuje = Peso del fluido desalojado = mf . g mf = df . Vsumergido Empuje = df . Vsumergido . g RECUERDA: El cuerpo pesa (Peso= m.g = dc . Vc . g)  El  fluido  empuja (Empuje = df . Vs . g)    

Condición de flotación

Estudio Peso Y Empuje (image/jpeg)

Caption: : Cuando el cuerpo flota se igualan empuje y peso

Se llama densidad relativa al cociente entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua. Si la densidad del cuerpo es menor que la del agua, la densidad relativa indica la proporción de volumen del cuerpo que estará sumergida en el agua.