Fluidos En Reposo

Presión en fluidos.
Un fluido en reposo no puede resistir fuerzas tangenciales, pues las capas del fluido resbalarían una sobre la otra cuando se aplica una fuerza en esa dirección. Precisamente esta incapacidad de resistir fuerzas tangenciales (esfuerzos de corte) es lo que le da la propiedad de cambiar de forma o sea fluir.
En las fig.1 se muestra la fuerza tangencial que ejerce la manosobre la cubierta de un libro y en la fig.2 la forma que la hojas que lo conforman se desplazan. Ese comportamiento es similar al que se produce en un fluido al ejercer una fuerza tangencial a su superficie.


Por lo tanto sobre un fluido en reposo sólo pueden actuar fuerzas perpendiculares.
Tenemos que las paredes del recipiente, que contienen a un fluido en reposo, actúan sobre éste confuerzas perpendiculares a la superficie de contacto, de igual manera el fluido actúa sobre las paredes del recipiente con una fuerza de igual magnitud y de sentido contrario ( Tercera Ley de Newton ).
Para estudiar la fuerza que un fluido ejerce sobre la superficie en contacto con él, se define la presión p como la magnitud de la fuerza normal por unidad de área de superficie.

Consideremos unasuperficie cerrada que contiene un fluido.
Sea el vector que se muestra en la siguiente fig.
Este es un vector que tiene una magnitud que es el área del elemento , su dirección es perpendicular a la superficie y su sentido es saliente de una superficie cerrada.

Podemos entonces escribir la fuerza con que el fluido actúa sobre ese elemento de superficie como

A partir de ladefinición de presión tenemos para la presión en un punto

Presión atmosférica.
Vivimos rodeados de una capa de aire, denominada atmósfera, que ejerce una presión sobre los cuerpos y objetos. Esta presión no la percibimos debido a que nuestro cuerpo está compuesto fundamentalmente por fluidos que ejercen una presión compensadora.
A la presión ejercida por el aire que conforma la atmósfera se ledenomina presión atmosférica.
La presión atmosférica no es solamente algo propio de la Tierra, existe en todos aquellos planetas que tienen una capa de aire que los rodee o sea que poseen atmósfera, su valor varía de un planeta a otro.
La Luna tiene una atmósfera tan tenue que podría considerarse nula.
La atmósfera de la Luna es insignificante, casi nula, debido a que su fuerza de gravedad estan débil (6 veces menor que en la Tierra) que no puede mantener casi ningún gas sobre su superficie. El programa Apollo identificó átomos de helio y argón, y en 1988, observaciones desde la Tierra añadieron iones de sodio y potasio.
La presión atmosférica en Venus es aproximadamente 9 veces mayor que la de la Tierra.
Experimento
Este experimento ilustra el efecto de la presión atmosféricaterrestre.
Huevo dentro de una botella
En un envase que tiene un cuello estrecho por el cual no puede pasar un huevo, se coloca un poco de agua que se pone a hervir. Luego se sella el envase con un huevo. Se observa que el huevo se desliza dentro del envase.
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Unidades de presión.
La presión se mide en las siguiente unidades:
atm, mm deHg, Torr, , Pascal, bar.
La relación entre estas unidades está expresada en la siguiente Tabla:

Tenemos por lo tanto que


Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.
La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en lafiguras:
1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.
Consideremos, en primer lugar, las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto de fluido. La fuerza que ejerce la...