Hidrostatica

Hidrostática
El término hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Los fluidos son substancias, idealizadamente un continuo de masa, donde su forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas. Son fluidos tanto los líquidos como los gases. Si se analizan las fuerzas que pueden actuar sobre una porción de fluido, ellas son de dos tipos:causada por agentes exteriores, típicamente el peso de él, y las causadas por el fluido que está en su exterior mediante contacto. Es conveniente distinguir la parte de esa última fuerza que actúa normal a la superficie, llamadas fuerzas debidas a la presión, de las fuerzas tangenciales o de viscosidad. Estas fuerzas tangenciales actuando sobre la superficie del elemento de fluido, no pueden serequilibradas por fuerzas interiores, de modo que ellas causan escurrimiento del fluido. Si nos limitamos a fluidos en reposo, las fuerzas tangenciales no pueden existir. Ellas son relevantes en los casos donde los fluidos no están en equilibrio, tema que no será tratado aquí. Aquí es necesario utilizar un sistema inercial de referencia y no debe existir movimiento del fluido respecto a las superficiesen contacto con el.

Ecuación fundamental de la hidrostática

La presión hidrostática es la presión que se ejerce en el interior de un líquido, como consecuencia de su propio peso.
La presión hidrostática (p) que soporta un punto de un líquido es directamente proporcional al valor de la gravedad (g), a la densidad (d) del líquido y a la profundidad (h) a la que se encuentra.
p = d · g · hCualquier punto de un líquido soporta una presión que depende de la altura de la columna de líquido que queda por encima.

Principio de Pascal
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La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.
Este enunciado, obtenido apartir de observaciones y experimentos por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como principio de Pascal.
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = po + · g · hsi se aumenta la presión en la superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyointerior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantáneaa todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2, es decir:
p1 = p2
con lo que:
y por tanto:
Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.

La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca deArquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria industrial.

P1 = P2

P1, P2 = Presiones en 1 y en 2
F1, F2 = Fuerzas 1 y 2
S1, S2 = Superficies 1 y 2

Principio de Arquímedes
Cuando un cuerpo sólido está en equilibrio en el interior de un fluido, él estará sometido a...