presion y empuje

Introducción.


El conocimiento de la física es esencial para comprender el mundo. Ninguna otra ciencia ha intervenido de forma tan activa para revelarnos las causas y efectos de los hechos naturales.
La física es una actividad humana en constante desarrollo; en poco tiempo hemos visto la necesidad de aportar conocimiento físico a la vida diaria, porque en realidad vivimos rodeados de ungran mundo de fenómenos físicos.
En esta ocasión nos enfocaremos en los temas de PRESION Y EMPUJE, ya que son temas de gran importancia para la compresión de temas anteriores como masa del cual se desglosan los temas de fluidos y nos enfocamos en la fuerza que estos o cualquier otro objeto o cualquier otra materia ejerce sobre un espacio.


Objetivo.
el objetivo de esta investigación es quecuando algún otro alumno o persona estudie esta información :
Defina y aplique los conceptos de presión de fluidos y empuje vertical hacia arriba (fuerza de flotación) para resolver problemas físicos similares a los que presento como ejemplo.
Identifique los cuatro principios básicos de la presión de fluidos.
Defina presión absoluta, presión manométrica y presión atmosférica.
Identifique yaplique formulas para calcular la ventaja mecánica de una prensa hidráulica en términos de la fuerza o de las áreas de entrada y de salida.


Presión.

La presión indica la relación entre una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso que exista presión, una fuerza actuara en forma perpendicular sobre una superficie.
Por ejemplo cuando una mujer usa tacones puntiagudos dañamás el piso que si usara tacones anchos. Aun cuando la mujer ejerce la misma fuerza hacia abajo en ambos casos, con los tacones agudos su peso se reparte sobre un área menor.
Simbólicamente la presión P está dada por:
Dónde:
P = presión, en N/m2
F = fuerza perpendicular a la superficie, en N.
A = área o superficie sobre la cual actúa la fuerza, en m2
Por ejemplo newtons por metrocuadrado y libras por pulgada cuadrada. En el sistema SI de unidades, al N/m2 se le llama pascal (Pa).
1 pascal (Pa) = 1 newton por metro cuadrado (N/m2) (1)
Cuando se informa la presión, el kilopascal (kPa) es la unidad de medida más apropiada para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, solo el Pa debe sustituirse en las formulas.
1 kPa = 1000 N/m2 (2)
Ejemplo:
Un zapato de golf tiene 10tacos, cada uno con un área de 6.5 X 10-6 m2 en contacto con el piso. Suponga que, al caminar , hay un instante en que los 10 tacos soportan el peso completo de una persona de 80 kg. ¿Cuál es la presión ejercida por los tacos sobre el suelo?
Plan: calcularemos la fuerza total sobre el suelo al determinar el peso de una masa de 80 kg. Luego, dividiremos esa fuerza entre el área de 10 tacos paraobtener la presión total.
Solución: el área es de 10(6.5 X 10-6 m2. Por tanto, la presión es:
P = F/A = mg/A = (80 kg)(9.8 m/s2 )/65.0 X 10-6 m2 = 1.21 X10 7 N/m2
Recuerde que un N/m2 es un pascal (Pa), podemos escribir que la presión total como: P = 1.21 X 107 Pa =12.1 MPa
Cuando el área de un zapato en contacto con el suelo disminuye (como sucede con algunos zapatos de tacón), lapresión aumenta. Es fácil ver por qué deben considerarse estos factores en la construcción de suelos.
Presión del fluido.
Es importante la diferencia entre cómo actúa la fuerza sobre un líquido y cómo lo hace sobre un sólido. Puesto que el sólido es un cuerpo rígido, puede soportar que se aplique una fuerza sin que cambie apreciablemente su forma. Por otra parte, un líquido puede soportar unafuerza únicamente en una superficie o frontera cerrada. Si el fluido no está restringido en su movimiento, empezara a fluir bajo el efecto del esfuerzo cortante, en lugar de deformarse elásticamente.
La fuerza que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene siempre actúa en forma perpendicular a esas paredes.
Esta es una característica propia de los fluidos que hacen que el...