hidroestatica

Duoc UC(sede Maipú)
Profesor :Pedro Soto

GuíA Presión Hidrostática
Presión es la fuerza que se aplica por unidad de superficie en forma perpendicular a ella.
Fuerza



Superficie
Si designamos por F la fuerza aplicada sobre la superficie y por A el área de de la superficie y P la presión ejercida
Por la fuerza la relación que resulta esP = (1)

De acuerdo con esta relación ,como la fuerza se mide en Newton(N) y el área en m2 en el sistema Internacional(S.I.) ,entonces la presión se mide en .

Supongamos un cilindro de metal de 20 N,cuya base mide 10 cm2.Entonces la presión ejercida sobre la superficie de soporte es :
P= = 2

Efectos de lapresión.
En la arena mojada de una playa se hunden más los tacos de una mujer que los hombres.Aun suponiendo que ambos pesen lo mismo,la presión ejercida sobre el suelo por el peso de la mujer es mayor que la ejercida por el hombre,pues se observa que la superficie de apoyo de la mujer es menor que la del hombre.
Diferencia entre fuerza y presión
Como suele confundirse, conviene conocer ladiferencia.
-Fuerzas iguales pueden producir presiones diferentes.
-Fuerzas diferentes pueden producir presiones iguales.
Ejercicios
1.-la base de un bloque mide 2 cm2.¿cuál es su peso, si la presión que produce sobre la base es de 1000 N/m2
ResP: 0,2 N
2.- La presión que ejerce sobre una superficie un cuerpo que pesa 1000N es de 50N/m2 ¿cuánto mide la superficie?
Resp: 0,05 m23.-Un cubo de hielo tiene una base de 80 cm2 y ejerce sobre su base una presión de 20 N/m2.Calcular el peso del cubo
Resp: 0,16 N
4.-Un cuerpo de masa 40 Kg tiene un volumen 5 cm3.Calcular su densidad (=ro).

5.- La densidad de la gasolina 0,7 gr/cm3 está contenida en un tarro cilindrico de 20 cm de radio y una altura de30cm.
¿Cuál es la masa de gasolina contenida en el tarro? ( = 3)Respuesta: 25,2 Kg
6.-La presión al interior de un líquido está dada por P= g h donde P=presión, =es densidad y h = altura.
Calcula la presión hidrostática al interior de un tanque a 15 m de profundidad si está con agua. Considera g= 10m/s2
Respuesta:150 N/m2

2
7.- ¿Qué presión soporta sobre sus oídos un buzo que baja 80 m de profundidad en el mar sabiendo que la densidaddel
mar es 1,03 gr/cm3 ? considera g=10 m/s2 ( Pa=1 N/m2)

ResP: 824.000 Pa.

Empuje de un fluido
Uno de los descubrimientos más notables que nos legaron los griegos,y cuya importancia y utilidad son extraordinarias,es el empuje ejercidos por los fluidos,descubierto en el siglo III A.C. por Arquímides,el gran matemático de Siracusa.
La historia nos refiere que, habiendo ordenadoel rey Hierón la confección de una corona de oro puro,quiso comprobar si no había sido engañado,según le sugerían los rumores que corrían,para lo cual pidió a Arquimides que idease un método
Para averiguar,sin destruirla,si la corona contenía otro metal además del oro.El análisis de este problema llevo a Arquímedes a la siguiente conclusión:
“Todo cuerpo en contacto con un fluido en equilibrioexperimenta una fuerza vertical dirigida de abajo hacia arriba e igual al peso del volumen del fluido desplazado.”
Esta fuerza recibe el nombre de empuje.
Sea f = Densidad del fluido , Vd = el volumen desplazado por el cuerpo. Entonces la masa del fluido desplazado es Mf =Vcf
Y su peso Mg = Vcdf g . Luego ,de acuerdo con el principio de Arquímedes,el empuje(E) es :

E = Vc f • gEmpuje = (volumen del cuerpo) •(densidad del fluido)•g
Por consiguiente,todo cuerpo en contacto con un fluido está siempre sometido a la acción de dos fuerzas por lo menos
Que tienen direcciones opuestas, su peso hacia abajo y el empuje del fluido...