Hidrostatica

UNIVERSIDAD CATOLICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
FISICA II
FASCICULO # 1

HIDROSTÁTICA

Definiciones
La Hidrostática es la parte de la física que estudia los fluidos líquidos en reposo. Entendemos por fluido cualquier sustancia con capacidad para fluir, como es el caso de los líquidos y los gases. Éstos se caracterizan por carecer de forma propia y por lo tanto,adoptar la del recipiente que los contiene. Por otra parte, los líquidos (difícilmente compresibles) poseen volumen propio mientras que los gases (compresibles), ocupan la totalidad del volumen del recipiente que los contiene.

Fuerza y Presión
En curso anterior vimos el concepto de fuerza, una magnitud vectorial que representa la acción sobre un cuerpo. La presión es una magnitud escalar, yse define como la fuerza que actúa sobre un cuerpo por unidad de área. Así por ejemplo, la presión atmosférica es la fuerza que ejerce el aire que nos rodea sobre la superficie terrestre.




P = F / S


La presión que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene es siempre perpendicular a dicha superficie.

Unidades: veamos cuales son las unidades depresión en los tres sistemas métricos.

[pic]

A la unidad del sistema C.G.S. ( dina / cm2 ) se la denomina baria y a la unidad del M.K.S. (N/m2) se la denomina Pascal. En la práctica se utilizan otras unidades de presión como la Atmósfera, los milímetros de mercurio y la lb/pulg2 (psi) . Al final del capítulo hay una tabla con otras unidades de presión y sus equivalencias.Equivalencias



1 Kg/m2 = 9.8 N/m2 = 98 dyn / cm2

1 Atm = 760 mm Hg
1 Atm = 14.7 lb/pulg2 = 1.013 x 105 N/m2


Ejercicio A: Sobre un clavo de cuya cabeza tiene una superficie de 7 mm2 se ejerce una fuerza con un martillo de 150 N. Calcular la presión que ejerce la punta del clavo sobre una madera, sabiendo que la superficie de dicha punta es de 1 mm2. Expresar dicha presión en los tressistemas de unidades.



Presión en un punto de una masa líquida
Se define como la fuerza que actúa por unidad de área, normalmente (perpendicularmente) a un elemento de superficie situado en dicho punto.




F : Fuerza ejercida sobre dicho punto

ds: elemento de superficie


P = F / ds Presión ejercida en dichopunto por la masa líquida.



TEOREMA GENERAL DE LA HIDROSTÁTICA


Supongamos que nos sumergimos en una pileta de 5 m de profundidad.

¿Qué pasa con nuestros oídos a medida que vamos descendiendo?

¿Por qué ocurre esto?

¿ De qué factores depende entonces la presión que ejerce el agua sobre nuestro cuerpo?





Podemos ahora enunciar elPrincipio General de la Hidrostática de la siguiente manera:




"La diferencia de presión entre dos puntos de una masa líquida en equilibrio, es igual al producto del peso específico del líquido por la diferencia de nivel entre ambos puntos"


En la figura siguiente, Pa y Pb son las presiones en dos puntos diferentes de la masa líquida, r es el peso específico del líquido y h ladistancia vertical entre ambos puntos:


Pb – Pa = ρ . h

[ ρ ] = g / cm3
[ h ] = cm 2
[ P ] = g.cm/cm3 = g / cm2








Presión sobre paredes y fondo en recipientes

Las presiones ejercidas por un líquido sobre las paredes y el fondo del recipiente que lo contiene, son siempre perpendiculares a la superficie. Esto lo vamos acomprobar en el primer trabajo práctico.

En la figura que sigue, la presión en el fondo del recipiente (Pb) es la suma entre la presión ejercida sobre la superficie del líquido (presión atmosférica) y el producto del peso específico por la altura de éste:




Pa = Po + ρ . ha
Pb = Po + ρ . hb

Pa: Presión ejercida en la pared
Pb:...