MACA F SICA 2


Hidrostática
Fuerza y presión en los fluidos
1. Presión
Definición y Unidades
Un sólido al entrar en contacto con otro ejerce una fuerza en su superficie tratando de penetrarlo. El efecto deformador de esa fuerza o la capacidad de penetración depende de la intensidad de la fuerza y del área de contacto. La presión es la magnitud que mide esa capacidad.

Su unidad en el SistemaInternacional es el Pascal
(Pa=1 N / m2)

Es la unidad de presión que debes usar en tod todos los
ejercicios de este tema y en general en Física, pero, como oirás expresar la presión en otras unidades, vamos a darte sus equivalencias.
En la industria se usa el kp/cm2
Cuando alguien dice que la presión de un neumático es de "2 kilos" se está refiriendo a esta unidad, el kp/cm2 , (kp/cm2 = 98 000 Pa).naturalmente esta forma de expresar la presión como unidad de masa es una incorrección, pero los usos incorrectos en el lenguaje vulgar con el tiempo se afianzan aunque son inadmisibles, conducen a errores conceptuales y son una muestra de ignorancia.
La presión atmosférica se mide en atmósferas y mm Hg.
1 atm = 760 mm Hg
1 atm =101300 Pa.
Otra unidad son los bar; 1 bar (b) = 1,000 mb
1 bar(b) = 100,000 Pa.
En Meteorología se usa el milibar o hPa (1 mb = 100 Pa).
Una presión de 1 atm equivale a 1013 mb (recuerda los mapas del tiempo).
Las borrascas tienen valores inferiores a ésa y los anticiclones mayores.
A efectos de exactitud, cuando medimos la presión de los neumáticos, una presión de 2 kp/cm2 equivalen “casi" a 2 bar.

Experiencia: La presión crea una fuerza

Una fuerzaexterna aplicada a una pared móvil de un recipiente que contiene un fluido crea una presión que lo comprime. La fuerza repartida sobre la superficie de la pared móvil da el valor de la presión (P = FS). El volumen que ocupa el fluido disminuye al aumentar la presión. La compresibilidad es casi nula en los líquidos.
Aún sin fuerza externa, el peso del líquido ejercerá una presión hidrostática sobresus capas inferiores. Esta presión engendra una fuerza que actúa desde el interior del líquido hacia fuera y perpendicularmente a todas las paredes del recipiente.


La presión es un ESCALAR, no tiene dirección y sentido, pero la fuerza que crea contra las paredes es un VECTOR, tiene dirección perpendicular a la superficie y sentido hacia afuera.
Experiencia: La presión crea una fuerza
Adosamosuna chapa ligera al extremo inferior de un tubo abierto por sus dos extremos y la fijamos por medio de un hilo, que sujetamos con una mano por el otro extremo del tubo. Si soltamos el hilo cuando el tubo está vertical y en el aire, la chapa se cae; pero si lo soltamos una vez que hemos introducido el tubo en un recipiente con agua, la presión hidrostática origina una fuerza sobre el fondo de lachapa y hacia arriba que impide que se caiga.
Esta experiencia muestra como la presión dentro de un líquido crea una fuerza sobre la superficie de los objetos situados en su interior.
Observa la escena de la página web para ver como al penetrar el agua en el tubo, cuando la suma del peso de la chapa más la fuerza de la presión interior es mayor que la fuerza de la presión exterior, la chapa secae.
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Halla el valor en Pascales de las siguientes unidades de presión:
a) 13 kp/cm2 ; b) 73 cm Hg; c) 1200 mb

SOLUCIONES

a) 1.27X106 Pa
b) 9.73X104 Pa
c) 1.2X105 Pa
Datos
Fórmula
Sustitución
Resultado


a)



b)



c)
















2. Escribe los factores de transformación que se deducen de la equivalencia siguiente:
1 Pa = 101,300 mb
k1 =101,300 mb/1 Pa
k2 = 1 Pa / 101,300 mb

3. Un hombre de 70 kg de masa está parado y apoyado en sus dos pies. La superficie de apoyo de cada zapato es de 200 cm2 . ¿Cuál será la presión, expresada en Pascales, ejercida sobre el suelo?. Dato: g = 9.81 m/s2

Solución: P = 17,167.5 Pa
Datos
Fórmula
Sustitución
Resultado

















4. Una aguja hipodérmica de sección 0,01 mm2 se clava en la...