apuntes presion ejercicios

TEMA4: FUERZAS Y PRESIONES EN
FLUIDOS
1. FLUIDOS

.

1.1. CONCEPTO
.
Se denomina fluido a todo aquel cuerpo cuyas partículas pueden fácilmente modificar
sus posiciones relativas, con lo que dicho cuerpo podrá adoptar la forma del recipiente
que lo contiene. Son fluidos los líquidos y los gases.
1.2. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
.
“AL SUMERGIR UN CUERPO EN UN LÍQUIDO, (EL CUERPO) EXPERIMENTA UN
EMPUJEVERTICAL Y HACIA ARRIBA IGUAL AL PESO DEL VOLUMEN DEL
LÍQUIDO DESALOJADO”

1.3. EMPUJE. PESO APARENTE
.
Como ya se ha apuntado en el principio anterior, cualquier objeto sumergido en un
fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba, cuyo valor será igual al peso del
volumen del líquido desalojado.
La traducción matemática será:
Nota:
=

=

(Magnitudes del líquido)

.

= . .

Enconsecuencia, al introducir un cuerpo en
el seno de un líquido, dicho cuerpo parecerá
tener un menor peso; es lo que se conoce
como PESO APARENTE:
=

−

Conviene recordar el concepto
DENSIDAD, que nos indica la masa
de un cuerpo por unidad de
volumen. Matemáticamente:

, donde:

=
≡

≡
≡

→

= .

(

(

)

)

1

1.4. FLOTABILIDAD
Resultará, pues, que la resultante correspondiente a
la suma (vectorial) delpeso del cuerpo y el empuje
sufrido por este indicará su flotabilidad. Así:
 Si: P > E , el cuerpo se hundirá
 Si: P< E , el cuerpo flotará
 Si: P=E , el cuerpo se mantendrá en su
posición

2. PRESIÓN

.

2.1. CONCEPTO Y UNIDADES
.
Se conoce como presión a una magnitud escalar que representa la fuerza ejercida por
unidad de superficie. Matemáticamente:

=

La unidad de presión en S.I se conoce conel nombre de PASCAL (Pa =Nw/m2)
2.2. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
La PRESIÓN HIDROSTÁTICA es la presión que un fluido
ejerce sobre un cuerpo sumergido en él.

Esta presión hidrostática será igual al peso de la columna de
fluido que “descansa” sobre cada unidad de superficie del
cuerpo sumergido. Matemáticamente (sin demostración):
, donde:

=

. .

2

≡

≡

≡

í

ó

í

,

La presión hidrostática secaracteriza porque:
 La presión actúa siempre en dirección perpendicular a la
superficie del cuerpo
 Lógicamente, a mayor profundidad, mayor será la presión a la
que estará sometido el cuerpo. Del mismo modo, conforme
aumente la densidad del fluido, mayor será la presión
soportada.

2.3. PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA

.

La diferencia de presión entre dos puntos situados a
distintaprofundidad en el interior de un líquido será
igual a:
−

=

. .(

−

)

A partir de este principio puede desprenderse que todos los puntos situados a la misma
profundidad estarán sometidos a la misma presión, independientemente de la forma
del recipiente en el que se halle el líquido. Es lo que se conoce como PARADOJA
HIDROSTÁTICA.
Por este motivo, cuando dos recipientes conteniendo un determinadolíquido están
comunicados entre sí (VASOS COMUNICANTES), el nivel de líquido será el mismo en los
dos. Si en un primer momento no fuera así, se produciría un desplazamiento de fluido
SIEMPRE desde el que tuviese mayor nivel hacia el de menos, hasta que los dos niveles
se igualasen.

3

En el caso en el que hubiese dos líquidos inmiscibles de diferente densidad:

3. PRESIÓN EN GASES

.

3.1. PRESIÓNATMOSFÉRICA
.
Todas las consideraciones anteriores pueden establecerse para el caso del aire
contenido en la atmósfera. Diferentes experiencias de la vida cotidiana nos demuestran
la existencia de esta presión, denominada PRESIÓN ATMOSFÉRICA (El funcionamiento
de una ventosa, la planaridad de la superficie de un líquido,…).
El primer científico que se ocupó de determinar el cuantitativamente elvalor de esta
presión fue Evangelista Torricelli (siglo XVII). A partir de un sencillo experimento,
comprobó la existencia de esta presión y la cuantificó.

4

3.2. UNIDADES
La presión atmosférica, como cualquier otro tipo de presión, tiene como unidad en S.I
el PASCAL.
Sin embargo, también se utilizan otras unidades:
 ATMÓSFERA: La presión ejercida por la atmósfera en un punto situado sobre el...