Hidrostatica

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HIDROSTÁTICA HIDROSTÁTICA
DENSIDAD.- Es una propiedad o atributo característico de cada sustancia. La densidad ρ de una sustancia es la masa que corresponde a una unidad de volumen de 3 dicha sustancia. Su unidad en el SI es kg/m . F1 h2 A1 h1 F2 A2

PRESIÓN (p).- La presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce sobre cada unidad de área de una superficie. La presión queproduce una fuerza “F” al actuar sobre una superficie es: θ A En el S.I. “F” se expresa en newton (N); “A” en m y “p” en pascal (Pa). Ejemplo: El área de un tacón del zapato de una mujer 2 de 60 kg de masa es 1 cm . Calcular la presión que ejerce el tacón sobre el piso debido al peso de la mujer. 2 Datos: F = mg = (60kg)(9,8 m/s ) = 588 N 2 -4 2 A = 1 cm = 10 m .
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F P=

F A

Al aplicar unafuerza “F1” en el émbolo de menor tamaño se produce una presión, la cual se transmite a todos los puntos del líquido e inclusive en el émbolo de mayor tamaño apareciendo una fuerza en él “F 2”. La magnitud de la fuerza “F2” es igual a:

Si el émbolo de menor tamaño desciende una altura “h1” el émbolo mayor asciende “h2”

OBSERVA: Como el área es pequeña, la presión es grande. Para una fuerzadeterminada, la presión que produce es inversamente proporcional al área. EL PRINCIPIO DE PASCAL Después de realizar diversas observaciones y experimentos, el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), enunció: “La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Una de las aplicaciones de ésteprincipio es: “La prensa hidráulica” PRENSA HIDRAULICA La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal; es un dispositivo que permite no sólo entender mejor su significado sino también multiplicar fuerzas. Está formado por dos cilindros de diferente sección transversal comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua oaceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido.

PRESIÓN EN LOS FLUIDOS Cuando un fluido está contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus paredes y, por tanto, se puede decir que el fluido ejerce presión. Si el fluido está en equilibrio las fuerzas sobre las paredes sonperpendiculares a cada punto de la superficie del recipiente, ya que de no serlo existirían componentes paralelas que provocarían el desplazamiento de la masa de fluido. Los fluidos ejercen presión en todas las direcciones.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA Es el efecto de compresión que un líquido en equilibrio ejerce en cada punto. La presión que soporta un punto ubicado a una profundidad “h” de un líquido de densidad“ρ” es: p = ρlíquido g h h ρ: en kg/m 2 g = 9,8 m/s h: en metros (m) p: en Pascal (Pa)
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HIDROSTÁTICA
Ejemplo: Determinar la presión hidrostática en los 3 3 puntos A y B. ρAGUA = 10 kg/m .
0,1 m

La magnitud del empuje, también, es igual a la diferencia entre el peso de un cuerpo medido en el aire y el peso del mismo medido en el líquido. E = Peso enel aire – Peso en el líquido

A

Agua
B

0,9 m

pA = ρAGUA g h = (10 kg/m )(9,8 m/s )(0,1 m) = 980 Pa 3 3 2 pB = ρAGUA g h = (10 kg/m )(9,8 m/s )(1 m) = 9 800 Pa Ejemplo: Determinar la presión hidrostática en el fondo del recipiente. 3 3 3 ρAGUA = 10 kg/m ; ρACEITE = 800 kg/m

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Ejemplo: Un cuerpo pesa en el aire 980 N y en el agua 784 N, calcular el volumen del cuerpo. E =Peso en el aire – Peso en el agua ρAGUA g V = 980 N – 784 N 3 3 2 3 (10 kg/m )(9,8 m/s ) V = 196 N → V = 0,2 m . Ejemplo: Una esfera de 0,05 m de volumen y 500 N de peso, atada a una cuerda está en equilibrio y sumergida en agua, tal como se observa en la figura. Calcular la magnitud de la fuerza de tensión en la cuerda.
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ACEITE AGUA

0,6 m 0,4 m

pFONDO = pAGUA + pACEITE pFONDO =...