hidroestatica

MECANICA DE FLUIDOS I
ESTATICA DE FLUIDOS O HIDROSTATICA
La Estática de fluidos o hidrostática, es la parte de la Física que estudia los líquidos en estado
de equilibrio. Se alude a un estado de equilibrio, porque los líquidos en aparente estado de
reposo en realidad están sujetos a la acción de fuerzas opuestas que se compensan.

Cuando un cuerpo se encuentra apoyando totalmente su pesosobre
una superficie, el peso se reparte en forma equivalente sobre toda esa
superficie.

En fluidos, es el fluido el que ejerce presión sobre las
superficies que lo contienen, además, que las partículas de
fluido, ejercen a su vez presión sobre las partículas que le
rodean. Una característica fundamental de cualquier fluido en
reposo es que la fuerza ejercida sobre cualquier partícula delfluido es la misma en todas direcciones. Si las fuerzas fueran
desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la
fuerza resultante
De ello se deduce que la fuerza por unidad de superficie (Presión) que el fluido ejerce contra
las paredes del recipiente que lo contiene, sea cual sea su forma, es perpendicular a la pared
en cada punto. Si la presión no fuera perpendicular, la fuerzatendría una componente
tangencial no equilibrada y el fluido se movería a lo largo de la pared.

Este concepto se conoce como Principio de Pascal, que indica: “Un líquido ejerce en todas
direcciones la presión que se ejerce sobre él“, y que también puede expresarse “los
líquidos transmiten las presiones que reciben”, referencia que será de gran importancia en
tratados posteriores de laasignatura
La imagen nos indica además que, como la presión depende de la columna de fluido, dos
puntos que están a la misma altura, tiene la misma presión

Docente: Armando Pons Duarte

Hidrostática

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MECANICA DE FLUIDOS I
EMPUJE HIDROSTÁTICO: Principio de Arquímedes
Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe de abajo hacia arriba un empuje igual al peso del
líquido quedesaloja.
El empuje hidrostático que recibe un cuerpo sumergido en un líquido, al ser contrario a la
fuerza de gravedad, hace que disminuya su peso en un valor equivalente al peso del líquido
desalojado.
El empuje hidrostático que reciba un cuerpo sumergido en un líquido, dependerá en primer
lugar del peso específico del líquido en que se sumerja: y en segundo término, del volumen
del cuerposumergido. Un mismo objeto que se hundiría en el agua, flotará en el mercurio.
Un trozo de metal sumergido en agua se hunde. Pero si con el mismo metal se hace un
recipiente cilíndrico, o un pequeño barco, flotará a pesar de tener el mismo peso. Ello será
debido a que, en la forma de recipiente o barco, el volumen de agua que se desplaza llega a
pesar más que el metal, en tanto que antes, debido almenor volumen y mayor peso
específico, el agua desplazada pesaba menos que el trozo de metal.
En realidad, el empuje es igual a la presión que realiza el líquido desplazado para volver a
ocupar su espacio, ejercida en forma perpendicular a cada plano del objeto sumergido.

Si consideramos un cilindro que está semi
sumergido en un líquido, existen dos fuerzas
opuestas que se aplican sobreeste cuerpo:

Una fuerza vertical hacia abajo, que aplica la columna de líquido que se
encuentra sobre la sección superior. Esta fuerza es el producto de la
presión P1 y el área A (que es igual a la parte inferior, por eso no se
subindica):
F1 = P1 * A
En la parte inferior, existe una fuerza vertical hacia arriba, equivalente a la
presión que ejerce la columna de líquido desde la superficielibre del
líquido, hasta el punto de aplicación – el área o sección inferior A: F2 = P2 *
A

Como la presión que se ejerce en un punto cualquiera de un fluido es
diferencia de fuerza aplicada sobre el cilindro es:

Docente: Armando Pons Duarte

Hidrostática

P =  ·g·h, entonces la

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F2 – F1 =  ·g·h2 · A –  ·g·h1 · A

y si se factoriza por  g...