Estática de fluidos

La hidrostática o estática de fluidos es la parte de la mecánica que se dedica al estudio del comportamiento de los distintos fluidos en estado de reposo. Es una ciencia antigua cuyos principios básicos son muy utilizados en la actualidad; tal es el caso de la navegación y la hidráulica.

Presión
El efecto de una fuerza depende de la superficie sobre la cual actúa; de hecho, para cortar unobjeto se utiliza una herramienta con filo y para clavar un objeto en otro es conveniente que el primero tenga punta.
La magnitud que caracteriza el efecto de una fuerza en función de la superficie en la que actúa se denomina Presión. Esta magnitud se define a partir de la relación entre la fuerza y la superficie y se mide por el cociente entre ambas; cuanto mayor sea la fuerza y menor sea lasuperficie sobre la que actúa, mayor sera la presión ejercida.

Principios fundamentales
Al aplicar una fuerza sobre un sólido su efecto se reparte según lo intensa que sean las fuerzas de unión con respecto a la fuerza aplicada, con lo cual el bloque se moverá como un todo o se deformará en mayor o menor grado. En un fluido, cuyas partículas se pueden desplazar con mayor libertad, se establece unapropiedad conocida con el nombre de Principio De Pascal: al aplicar una presión sobre un fluido, ya sea líquido o gas, se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del fluido y asimismo en todas las direcciones.
Utilizando este principio es posible modificar fuerzas, generalmente aumentarlas, como en los frenos, elevadores y prensas hidráulicas. Si se aplica una fuerza sobre unadeterminada superficie móvil, denominada émbolo, que cierra un volumen que contiene fluido, la presión creada en primer émbolo por la aplicación de la fuerza se transmite hasta un segundo émbolo de distinta superficie. La fuerza aplicada sobre el segundo émbolo sera tantas veces mayor, o menor, como lo sea la segunda superficie con respecto a la primera.
En un fluido, la presión en un puntosumergido dependerá de la distancia vertical que hay entre él y el nivel superior del fluido y no del fluido que se encuentra materialmente sobre él. Dos puntos que estén a mismo nivel reciben la misma presión; de no ser así el que estuviese sometido a una presión mayor se hundiría y provocaría una elevación del que está a menor presión.
El principio fundamental de la hidrostática garantiza que lapresión entre dos puntos de un fluido a distinto nivel es directamente proporcional a la diferencia entre los niveles de altura de cada uno de ellos y al peso especifico del fluido. Este principio se cumple para cualquier fluido líquido cuyo volumen no varía con la presión. En los gases, por el contrario, la presión provoca una disminución del volumen por lo que el peso especifico de éstos varía enfunción de la presión a la que estén sometidos.
Una consecuencia del principio fundamental es el hecho de que la superficie de los líquidos en reposo sea plana. De forma semejante, si tenemos recipientes comunicados que contienen el mismo líquido, la altura que alcanza en cada uno de ellos es la misma cualquiera que sea la forma de los recipientes y siempre que estén comunicados con el aire exterior.En el caso de ser líquidos distintos inmiscible, la altura en cada uno de los recipientes dependerá de la relación que exista entre los respectivos pesos específicos, de forma que la presión que ejerzan las distintas columnas de líquido sobre la superficie de contacto sea la misma.
Un cuerpo introducido en un fluido se encuentra sometido en cada punto a la presión hidrostática correspondiente alnivel a que está sumergido. Las fuerzas que producen estas presiones deben dar una resultante, cuyo cálculo puede ser muy complicado según la forma del cuerpo. El principio de arquimedes afirma que al sumergir un cuerpo en un fluido, éste ejerce sobre el cuerpo una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido que ha sido desplazado sobre el cuerpo. Este principio explica, por ejemplo, la...