Hidrostatica

HIDROSTÁTICA

Definiciones
La Hidrostática es la parte de la física que estudia los fluidos líquidos en reposo. Entendemos por fluido cualquier sustancia con capacidad para fluir, como es el caso de los líquidos y los gases. Éstos se caracterizan por carecer de forma propia y por lo tanto, adoptar la del recipiente que los contiene. Por otra parte, los líquidos (difícilmente compresibles)poseen volumen propio mientras que los gases (compresibles), ocupan la totalidad del volumen del recipiente que los contiene.
Ecuacion
La presión hidrostática (p)
Que soporta un punto de un líquido es directamente proporcional al valor de la gravedad (g),
La densidad (d)
líquido y a la profundidad (h)

p = d • g • h

Densidad
Se define densidad () al cociente entre la masa de uncuerpo homogéneo y su volumen.
Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI):
kilogramo por metro cúbico (kg/m³).
gramo por centímetro cúbico (g/cm³).
kilogramo por litro (kg/L) o kilogramo por decímetro cúbico. El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L (1000 g/dm³ = 1 g/cm³ = 1 g/mL).
gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).
Para los gases suele usarseel gramo por decímetro cúbico (g/dm³) o gramo por litro (g/L), con la finalidad de simplificar con la constante universal de los gases ideales:

Tabla

Densidades de diferentes sólidos, líquidos y gases
Sólidos | g/cm3 | kg/m3 |
Aluminio | 2,7 | 2.700 |
Corcho | 0,25 | 250 |
Cobre | 8,96 | 8.960 |
Hielo | 0,92 | 920 |
Hierro | 7,9 | 7.900 |
Madera | 0,2-0,8 | 200-800 |
Plomo | 11,3 |11.300 |
Vidrio | 3,0-3,6 | 3.000-3.600 |
Líquidos | g/cm3 | kg/m3 |
Acetona | 0,79 | 790 |
Aceite | 0,92 | 920 |
Agua de mar | 1.025 | 1.025 |
Agua destilada | 1 | 1.000 |
Alcohol etílico | 0,79 | 790 |
Gasolina | 0,68 | 680 |
Leche | 1,03 | 1.030 |
Mercurio | 13,6 | 13.600 |

Concepto de Presión
Si una superficie se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en
reposo)el fluido, gas o líquido, ejerce fuerzas normales sobre la superficie.
Las fuerzas tangenciales que un fluidopuede ejercer sobre una superficie se
originan cuando hay movimiento del fluido respecto a la superficie. Si sobre
una superficie actúan fuerzas normales distribuidas en forma continua, como
se indica en la figura (5.1), se define la presión actuando sobre algún punto
de ella como la fuerza porunidad de área que actúa sobre la superficie. Esta
puede ser variable o constante de punto en punto de la superficie. Por esa
razón su definición involucra un elemento infinitésimo de área dA.
d F
d A

Unidades de Presión
La unidad SI de presión es el Pascal, simbolizado Pa
1 Pa = 1 N m−2
pero existen varias otras de uso corriente. La tabla siguiente las define y se
dan algunasequivalencias.
Unidad Símbolo equivalencia
bar 1 bar 1,0 × 10
5
Pa
atmósfera 1 atm 101 325 Pa 1,01325 bar 1013,25 mbar
milímetros de mercurio 1 mmHg 133. 322 Pa
Torr 1 torr 133. 322 Pa
lbf in−2
1 psi 0,068 0 atm
kgf cm−2
1 0,9678 atm
1 atm 760. 0 mmHg
1 psi 6894. 75 Pa

Ecuacion
En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cadapunto la presión se define como:

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Presión hidrostática
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a lasuperficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del SI,...