FLUIDOS

C U R S O: FÍSICA MENCIÓN
MATERIAL: FM-16
FLUIDOS I
El término Hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Un fluido es una sustancia
que puede escurrir fácilmente y que puede cambiar de forma debido a la acción de pequeñas
fuerzas. Por tanto, el término fluido incluye a los líquidos y los gases.
Los fluidos que existen en la naturaleza siempre presentan una especie de friccióninterna o
viscosidad que complica un poco el estudio de su movimiento. Sustancias como el agua y el aire
presentan muy poca viscosidad (escurren fácilmente), mientras que la miel y la glicerina tiene una
viscosidad elevada. En este capítulo no habrá necesidad de considerar la viscosidad por que sólo
nos ocuparemos de los fluidos en reposo, y la viscosidad únicamente se manifiesta cuando se
mueven ofluyen estas sustancias.
Para el estudio de la Hidrostática es indispensable el conocimiento de dos cantidades: la presión y
la densidad. Así pues, iniciaremos este capítulo con el análisis de ambos conceptos.
Presión: Consideremos un objeto cilíndrico cuyo peso vamos a designar por F, apoyados sobre
una superficie circular, como muestra la figura 1.

F

fig. 1
Sea A el área ennegrecida en lafigura 1 sobre la cual se apoya el cilindro. Observemos que la
compresión que el objeto ejerce sobre la superficie debido a su peso, está distribuida en toda el
área A, y la fuerza

F que produce la compresión es perpendicular a la superficie. Se define,

entonces, la presión producida por

una fuerza F perpendicular a una superficie

y distribuida

sobre su área A, de la siguiente manera: “Lapresión p, ejercida por la fuerza F sobre el área A, es
el cociente entre la intensidad de F y el valor del área A”, es decir:
P=

F ⎡ N ⎤
⎢
⎥
A ⎣ m2 ⎦

Hay que tener presente que la Presión es un escalar
En el SI se usa la unidad Pascal para la presión y se simboliza Pa, donde:

1

N
m2

= 1Pa

Densidad o Masa específica
Consideremos un cuerpo de masa m y cuyo volumen es V, la densidad (llamada tambiénmasa
específica) del cuerpo se representará por la letra griega ρ(rho) y se define de la siguiente
manera: La densidad (o masa específica) de un cuerpo es el cuociente entre su masa y su
volumen, o sea:
m
ρ=
V

Unidades de densidad
Por la definición de densidad, ρ = m/V, observemos que la unidad de la densidad debe ser la
relación entre una unidad de masa y una unidad de volumen. Por tanto, en elSI la unidad
ρ será kg/m3. Se puede demostrar que
1

g
3

cm

= 10

3

kg
m3

En la tabla 1 presentamos las densidades o masas específicas de diversas sustancias. Observe en
la tabla que los gases tienen una densidad muy pequeña

DENSIDADES
(a 0º C y a la presión de 1 atm)
Sustancia
ρ(g /cm3)
Hidrógeno

0,0009

Aire

0,0013

Corcho

0,24

Gasolina

0,70

Hielo

0,92

Agua

1

Agua de mar

1,03Glicerina

1,25

Aluminio

2,7

Fierro

7,6

Cobre

8,9

Plata

10,5

Plomo

11,3

Mercurio

13,6

Oro

19,3

Platino

21,4

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Presión atmosférica
El aire, como cualquier sustancia cercana a la tierra es atraído por ella; es decir, el aire tiene
peso. Debido a esto, la capa atmosférica que envuelve a la Tierra y que alcanza una altura de
decenas de kilómetros, ejerce una presión sobre los cuerpossumergidos en ella. Esta presión se
denomina presión atmosférica.
En todos los planetas con atmósfera existe una presión atmosférica con cierto valor. En la luna,
como no hay atmósfera, no hay, por consiguiente, presión atmosférica.
Hasta la época de Galileo (siglo XVII) la existencia de la presión atmosférica era desconocida por
muchos, e incluso, muchos estudiosos de la física la negaban. Elfísico italiano Torricelli,
contemporáneo y amigo de Galileo, realizó un famoso experimento que, además de demostrar
que la presión atmosférica realmente existe, permitió la determinación de su valor.

Experimento de Torricelli
Para efectuar su experimento, Torricelli tomó un tubo de vidrio, de casi 1m de longitud, cerrado
por uno de sus extremos, y lo llenó de mercurio (fig. 2). Tapando el...