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HIDROSTÁTICA
Estudia los líquidos en equilibrio
DENSIDAD ()
Esta magnitud nos indica la cantidad de masa que se halla contenida en la unidad de volumen de un determinado material.



Unidades:
g/cm3 ; kg/m3

¿QUÉ ES LA PRESIÓN?
Consideremos dos bloques de concreto idénticos de 4 kg cada uno, apoyados sobre nieve tal como se muestra.










¿Qué notamos?
Que el bloque“B” se hunde más que el bloque “A”, pero, ¿Porqué, si en ambos casos los bloques ejercen la misma fuerza sobre la superficie?
















Notamos que en el caso “B” la fuerza de 40N se distribuye sobre una menor superficie que en el caso del bloque “A”, por ello cada unidad de área de la base en “B” soporta mayor fuerza, por eso experimenta mayor hundimiento.

Luego, lapresión es una magnitud física que mide la distribución de una fuerza perpendicular (normal) sobre una superficie de área “A”.

Matemáticamente:

P =

Unidad en el S.I.



* 105 Pa = 1 bar

¿EJERCERÁN PRESIÓN LOS LÍQUIDOS?
Como todo cuerpo sobre la Tierra, los líquidos también se encuentran sujetos a la fuerza de gravedad, por lo tanto, pueden ejercer presión: PRESIÓN HIDROSTÁTICA (PH).Por ejemplo, un líquido puede ejercer presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene.











Sabemos que: P =

Luego:
PH =

PH =


pH =  g h


Donde:
 : Densidad del líquido
g : aceleración de la gravedad
h : profundidad

PRESIÓN TOTAL (PT)
Es la suma de las presiones locales (manométricas, hidrostáticas, etc) y la presión atmosférica.Ejemplo:
Halle la presión total en el fondo del cilindro que contiene agua.













Solución
En este caso como el líquido está expuesto a la atmósfera, debe mos agregarse la presión atmosférica (Patm).

PT = PH + Patm
PT = gH + Patm
PT =
PT =
pT = 1,1 x 105 Pa

PRINCIPIO DE PASCAL

¿Qué establece el principio de Pascal?
Todo fluido transmite sin alteración lapresión ejercida sobre él a todas las partículas del mismo y en todas direcciones.

Por ejemplo:














Si ejercemos sobre el émbolo una fuerza externa:














Sabemos que:
P =

Luego, notamos que la presión ejercida (P), se transmitió en todas las direcciones.
Una aplicación práctica de este principio es la “Prensa Hidráulica”.Esta máquina basa su funcionamiento en el Principio de Pascal. Al aplicar una fuerza sobre uno de los pistones, ésta se transmitirá al otro en mayor valor.

En la gráfica, cuando, sobre el pistón de área “A1” se ejerce una fuerza “F1”, el líquido transmite una presión adicional:

Po =
Luego, sobre el pistón de área “A2” el líquido le ejerce una fuerza adicional “F2” de modo que:F2 = (Po) (A2) ........ (2)

Reemplazamos (1) en (2):


F2 =

Observación

Como A2 > A1; entonces F2 > F1; esto significa que la prensa hidráulica multiplica la fuerza.

Las maquinas hidráulicas como los frenos hidráulicos, gatos hidráulicos, ascensores hidráulicos, etc. Están basados en el principio de pascal
se llama: Ventaja Mecánica.

Problema de Aplicación:
La base delémbolo de una bomba impelente es un círculo de diámetro “D”cm. ¿Qué fuerza en Newton es preciso ejercer sobre dicho émbolo para elevar el agua a una altura de “H” metros (g = 10 m/s²)?

Solución














La presión ejercida en “x” se debe la fuerza F que buscamos.
Como el diámetro es “D” cm; en metros será:
Luego:
A =

Ahora uniendo x e y obtenemos una Isóbara, esdecir:

Px = Py


De donde:



Luego:
F = A . H2O gH

F =

 F =


PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

¿Qué establece el Principio de Arquímedes?
“Todo cuerpo sumergido parcial o totalmente en un fluido, experimenta la acción de una fuerza perpendicular a la superficie libre del líquido y hacia arriba, denominada: Fuerza de Empuje Hidrostático (E)”.

La fuerza de empuje...