Hidrostatica

HIDROSTATICA
La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases. El término de fluido 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.

I. PRESIÓN ATMOSFERICALa atmósfera está constituido por aire, una mezcla en ciertas proporciones de Nitrógeno y Oxígeno principalmente, que como toda substancia es atraída por el campo gravitacional terrestre, es decir la atmósfera tiene peso.

La atmósfera es un fluido de varios kilómetros de altura, que producto de su peso, ejerce presión sobre todos los objetos sumergidos en ella. Esta presión se denomina presiónatmosférica y como veremos, ella disminuye con la altura. El famoso experimento de Torricelli, determinó por primera vez su valor. Considere un tubo de vidrio de alrededor de 1m de longitud, cerrado en un extremo, lleno de mercurio, un fluido el cual tiene una densidad de alrededor 13,6g cm−3. Tapando con un dedo el extremo abierto del tubo se invierte el tubo y se sumerge el extremo abierto enun recipiente que también contiene mercurio. Si este experimento es realizado al nivel del mar, se logra una situación de equilibrio como se indica en la figura, donde una altura de 76 cm de mercurio (760mm) permanece equilibrada con vacío en su parte superior. Un pequeño análisis de las fuerzas involucradas en el equilibrio de la columna suspendida de mercurio, nos da el valor de la presiónatmosférica Pa. Si A denota el área basal de esa columna, la fuerza que actúa por abajo es PaA la cual equilibra el peso de la columna de mercurio el cual esρHg ghA de modo que Pa = ρHg gh = 760mmHg, puesto que la altura suspendida es precisamente 760mmHg. Este experimento da origen al aparato llamado barómetro de mercurio y también a la unidad de presión llamada mmHg. Si la presión atmosférica varía porcualquier razón, también lo hará la altura de la columna de mercurio, constituyendo entonces este dispositivo, un aparato para medir la presión atmosférica, directamente en mmHg.
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Si sobre una mesa se coloca un objeto pesado, el peso de ese cuerpo ejerce sobre la superficie de la mesa una cierta presión. Del mismomodo, aunque el aire no es un material muy pesado, la enorme cantidad de aire atmosférico que existe sobre un punto de la Tierra hace que su peso total sea lo suficientemente grande como para que la presión que ejerce sobre ese punto tenga una gran magnitud.
Ese valor de la presión sobre cualquier punto de la superficie terrestre, que ejerce toda la masa de aire atmosférico, recibe el nombrede presión atmosférica.
La atmosfera, capa de aire que rodea la tierra, y cuyo espesor se calcula en unos 500 km, pesa y por lo tanto ejerce una presión sobre las cosas y personas que están en la tierra, sumergidas en dicha atmosfera, tal como los peces lo están en el agua. Esa presión se llama presión atmosférica.
La presión atmosférica se ejerce en todas direcciones, con igual intensidad.

Presiónatmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre. |
 

Algo importante que debemos considerar. Ya vimos, por el ejemplo inicial, que todo cuerpo genera una presión, pero esta presión que ejerce depende de su estado (sólido, líquido o gaseoso).
Los sólidos generan presión solo hacia abajo. Los líquidos generan presión hacia todos sus costados y hacia abajo. Ylos gases generan presión por todo su derredor; o sea, hacia arriba, hacia todos sus costados y hacia abajo, por la propiedad más importante que los caracteriza: tienden a ocupar todo el espacio que los contiene.
La existencia de la presión atmosférica es evidente, por ejemplo, cuando se utiliza una ventosa: al comprimirla contra el vidrio eliminando el aire de su interior al soltarla...