fuerzas en los fluidos

FUERZAS EN LOS FLUIDOS

1-Presión
El efecto de una Fuerza, depende de su valor, de la dirección y sentido, y del tamaño de la superficie sobre la que actúa (andar con raquetas por la nieve para no hundirse, usar instrumentos cortantes como el hacha….)
La Presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre launidad de superficie.

Dónde: p = presión, F = Fuerza S = área de la superficie
La unidad de medida de la Presión en el Sistema Internacional es el Newton por metro cuadrado, que recibe el nombre de Pascal (Pa.)
Un Pascal es la Presión que ejerce una fuerza de un Newton que actúa sobre una superficie de un metro cuadrado de área.

Si disminuimos la superficieobtendremos presiones muy altas con fuerzas reducidas (ejemplo, cuchillos afilados, agujas, clavos…).
2-Fuerzas que ejercen los fluidos en equilibrio

Cuando hablamos de fluido, nos referimos tanto a los líquidos como a los gases. No tienen forma propia y adoptan la forma del recipiente que los contiene. Sus moléculas tienen libertad de movimiento y cambian fácilmente de posición.
Un líquido ejercefuerzas perpendiculares sobre las superficies que están en contacto con este. (Ejemplo botella llena de agua a la que le hacemos un agujero), ya sean las paredes del recipiente que lo contiene o cualquier otra superficie que se encuentre en su interior.
La fuerza ejercida por un líquido en equilibrio sobre una superficie cualquiera es perpendicular a esta, y la orientación de la superficie es laque determina la dirección de la fuerza.

En el ejemplo anterior, introducimos el tubo en el agua con el hilo tenso y la placa tapando el orificio inferior, si dejamos de tensar el hilo, la placa sigue manteniéndose pegada al tubo, independientemente de la orientación del tubo. Si ahora vamos llenando por la parte superior del tubo con agua, el tapón inferior caerá en el momento del agua deltubo llegue al nivel del agua del vaso.
3- Presión en el interior de un líquido
Un recipiente que contiene un líquido soporta una fuerza debido al peso del líquido, y por lo tanto sobre este actúa una presión.
La presión también actúa sobre el líquido mismo, ya que las capas superiores también actúan sobre las inferiores.
Es decir, en el interior de un líquido existe una presión originada por sumismo peso, llamada Presión Hidrostática
3.1 Presión Hidrostática:
1-La presión del interior de un líquido actúa en todas las direcciones
2-la presión es más alta cuanto mayor sea la profundidad
3-La presión es mayor cuanto mayor sea la densidad del líquido.
4-La presión no depende de la forma ni de la amplitud del recipiente


Según el dibujo, para determinar la presión que el líquidode densidad ρ, ejerce en un punto A, podemos imaginar una columna de líquido de altura h y base S situada por arriba de A. La fuerza que actúa sobre la superficie S es igual al peso del líquido de la columna:
Fuerza = peso del líquido = m.g
Masa = Volumen * Densidad = V.ρ
Sustituyendo
Fuerza = m.g = V.ρ.g
Volumen = superficie de la Base por la altura = S.h, seguimos sustituyendo
Fuerza =m.g = V.ρ.g = S.h. ρ.g
Por lo tanto:

por todo ello deducimos:
La Presión Hidrostática a una cierta profundidad debajo de la superficie libre de un líquido en reposo es igual al producto de la densidad del líquido por la aceleración de la gravedad y por la profundidad del punto considerado.
P = ρ.g.h
3.2 Principio fundamental de la hidrostática
Imaginemos dos puntos A y B en elinterior de un líquido a una profundidad y , respectivamente, como se puede observar en el dibujo.

La Presión en A es:

La presión ejercida en B es:

La diferencia de presión entre los dos puntos será:


Este es el Principio Fundamental de la Hidrostática: La diferencia entre dos puntos de un líquido homogéneo en equilibrio es igual al producto de la densidad por la gravedad y...