Presión
Páginas: 6 (1362 palabras)
Publicado: 3 de julio de 2012
Presión estática (I).
En esta actividad comenzaremos el estudio de la presión estática en gases y líquidos
(estática ≡ en reposo). En esta parte nos centraremos en la presión atmosférica.
La presión atmosfér ica es causada por el peso del aire que tenemos sobre nosotros. Como
veremos más adelante, esta presión equivale aproximadamente a 10 toneladas por cada
metro cuadrado de superficie.
Lapresión se mide en pascales (Pa) o en atmósferas (atm). En la tabla siguiente mostramos
los valores de la presión atmosférica a varias alturas sobre la superficie terrestre:
altura
(km):
Presión
(Pa):
Presión
(atm):
0
101,300
1.00
1
88,419
0.87
2
77,176
0.76
3
67,362
0.66
4
58,797
0.58
5
51,320
0.51
6
44,795
0.44
739,099
0.39
8
34,127
0.34
9
29,787
0.29
10
26,000
0.26
11
22,694
0.22
12
19,808
0.20
13
17,289
0.17
14
15,091
0.15
15
13,172
0.13
16
11,497
0.11
17
10,035
0.10
18
8,759
0.09
19
7,645
0.08
20
6,673
0.07
De acuerdo a los valores de la tabla anterior contesta las preguntassiguientes:
¿Qué presión hay en la superficie de la Tierra? _______________________________ atm
¿A cuánto equivale una atmósfera de presión en pascales? ______________________ Pa
¿Cuál es la presión en atmósferas a 10 kilómetros de altura? ____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
Los aviones comerciales vuelan más o menos a estaaltura.
¿Cuál es la presión en atmósferas a 20 kilómetros de altura? ____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
Algunos aviones pueden volar a esta altura.
¿Cuál es la presión en atmósferas a 2 kilómetros de altura? _____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.La Ciudad de México se encuentra a una altura un poco mayor que ésta.
¿Cuál es la presión e n atmósferas a 8 kilómetros de altura? _____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
El pico del Monte Everest se encuentra por arriba de esta altura.
En el plano de coordenadas siguiente, traza la gráfica de la presión atmosférica comofunción de la altura:
P (atm)
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
h
(km)
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
La gráfica no es una recta porque el aire se va haciendo menos denso conforme nos
alejamos de la superficie de la Tierra.
Presión estática (II).
En esta actividad continuaremos el estudio de la presión estática en gases y líquidos. Enesta parte nos centraremos en la presión hidrostática (hidro- significa agua).
Calculemos la presión que ejerce una columna de agua de varios metros de altura como la
que muestra la figura siguiente:
altura h
Presión de la columna de
agua sobre la superficie
Para esto, necesitamos de tres hechos importantes:
1. La presión es la fuerza ejercida por unidad de área. Por simplicidad,tomaremos a un
metro cuadrado como área de la base de la columna.
2. La fuerza ejercida sobre la superficie es el peso de la columna de agua. Éste puede
expresarse como F = m g, donde m es la masa del agua y g es la constante de la
gravedad (9.8 m/s2 ).
3. La masa de un objeto se puede obtener multiplicando su densidad por su volumen. En
forma algebraica: m = ρ V (la densidad del agua es de 1,000kg/m3 ).
Para comenzar con un ejemplo, supongamos que la altura de la columna de agua es de 5
metros:
El volumen del agua será de: V = A h = 1 × 5 = 5 m3
La masa del agua será de: m = ρ V = 1,000 × 5 = 5,000 kg
El peso del agua será de: F = m g = 5,000 × 9.8 = 49,000 N
La presión ejercida será de: P =
F
49,000
=
= 49,000 Pa
A
1
Repite los cálculos anteriores para una columna...
En esta actividad comenzaremos el estudio de la presión estática en gases y líquidos
(estática ≡ en reposo). En esta parte nos centraremos en la presión atmosférica.
La presión atmosfér ica es causada por el peso del aire que tenemos sobre nosotros. Como
veremos más adelante, esta presión equivale aproximadamente a 10 toneladas por cada
metro cuadrado de superficie.
Lapresión se mide en pascales (Pa) o en atmósferas (atm). En la tabla siguiente mostramos
los valores de la presión atmosférica a varias alturas sobre la superficie terrestre:
altura
(km):
Presión
(Pa):
Presión
(atm):
0
101,300
1.00
1
88,419
0.87
2
77,176
0.76
3
67,362
0.66
4
58,797
0.58
5
51,320
0.51
6
44,795
0.44
739,099
0.39
8
34,127
0.34
9
29,787
0.29
10
26,000
0.26
11
22,694
0.22
12
19,808
0.20
13
17,289
0.17
14
15,091
0.15
15
13,172
0.13
16
11,497
0.11
17
10,035
0.10
18
8,759
0.09
19
7,645
0.08
20
6,673
0.07
De acuerdo a los valores de la tabla anterior contesta las preguntassiguientes:
¿Qué presión hay en la superficie de la Tierra? _______________________________ atm
¿A cuánto equivale una atmósfera de presión en pascales? ______________________ Pa
¿Cuál es la presión en atmósferas a 10 kilómetros de altura? ____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
Los aviones comerciales vuelan más o menos a estaaltura.
¿Cuál es la presión en atmósferas a 20 kilómetros de altura? ____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
Algunos aviones pueden volar a esta altura.
¿Cuál es la presión en atmósferas a 2 kilómetros de altura? _____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.La Ciudad de México se encuentra a una altura un poco mayor que ésta.
¿Cuál es la presión e n atmósferas a 8 kilómetros de altura? _____________________ atm.
¿Qué porcentaje de la presión atmosférica total es ésta? ________________________ %.
El pico del Monte Everest se encuentra por arriba de esta altura.
En el plano de coordenadas siguiente, traza la gráfica de la presión atmosférica comofunción de la altura:
P (atm)
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
h
(km)
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
La gráfica no es una recta porque el aire se va haciendo menos denso conforme nos
alejamos de la superficie de la Tierra.
Presión estática (II).
En esta actividad continuaremos el estudio de la presión estática en gases y líquidos. Enesta parte nos centraremos en la presión hidrostática (hidro- significa agua).
Calculemos la presión que ejerce una columna de agua de varios metros de altura como la
que muestra la figura siguiente:
altura h
Presión de la columna de
agua sobre la superficie
Para esto, necesitamos de tres hechos importantes:
1. La presión es la fuerza ejercida por unidad de área. Por simplicidad,tomaremos a un
metro cuadrado como área de la base de la columna.
2. La fuerza ejercida sobre la superficie es el peso de la columna de agua. Éste puede
expresarse como F = m g, donde m es la masa del agua y g es la constante de la
gravedad (9.8 m/s2 ).
3. La masa de un objeto se puede obtener multiplicando su densidad por su volumen. En
forma algebraica: m = ρ V (la densidad del agua es de 1,000kg/m3 ).
Para comenzar con un ejemplo, supongamos que la altura de la columna de agua es de 5
metros:
El volumen del agua será de: V = A h = 1 × 5 = 5 m3
La masa del agua será de: m = ρ V = 1,000 × 5 = 5,000 kg
El peso del agua será de: F = m g = 5,000 × 9.8 = 49,000 N
La presión ejercida será de: P =
F
49,000
=
= 49,000 Pa
A
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Repite los cálculos anteriores para una columna...
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