mecanica de fluido


El concepto de presión
Sea una fuerza, F que actúa, a través de una superficie, A. La presión P que se ejerce sobre ella se define como:
P = F / A.                                    
De acuerdo con esto la unidad para medir la presión debe ser:
Unidad de presión = Unidad de Fuerza / Unidad de Superficie ____________________________
En el SI, en que la fuerza se mide en newton y elárea de una superficie en metros cuadrados, la unidad de presión es  Newtons / m2 y se denomina pascal (Pa), en honor a Blas Pascal. Leer para saber sobre este gran personaje. Veamos, ahora, algunos ejemplos. 
La figura ilustra un libro sobre una mesa aquí en la Tierra. Como ejerce una fuerza sobre la mesa (su peso) y entre él y la mesa hay una superficie de contacto, entonces el libro estáejerciendo una presión sobre la masa. 



30 cm = 0,3 m.
20 cm = 0,2 m.

Como la masa del libro es 2 kg, su peso es W = F =20 newton. Por otra parte, el área de contacto es A = 0,3 m × 0,2 m = 0,06 m2. Luego, reemplazando en [2] encontramos que la presión es: P = 333 pascal.
Es importante comprender que la presión será mayor mientras mayor sea la fuerza y mientras menor sea el área decontacto. Este último hecho explica la eficacia con que funcionan ciertos utensilios como los que se ilustran en la figura 35: cuchillos, tijeras, clavos, etc.; pues con fuerzas relativamente pequeñas es posible ejercer presiones muy grandes, que es lo que interesa realmente en estos casos. 







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Hidrostática
Presión hidrostática
Antes de referirnosespecíficamente a la presión en fluidos, que es lo que nos interesa, veremos el caso de los sólidos para introducirnos así más fácilmente en el concepto de presión.
El concepto de presión
Sean dos porciones de materia (A y B) que interactúan entre sí con una fuerza, F, a través de una superficie, S. La presión P que se ejercen se define como:
P = F / A.                                     [2]De acuerdo con esto la unidad para medir la presión debe ser:
Unidad de presión =
En el SI, en que la fuerza se mide en newton y el área de una superficie en metros cuadrados, la unidad de presión es  y se denomina pascal (Pa), en honor a Blas Pascal.  

 

Cuando empujamos un mueble o a una persona, evidentemente estamos aplicando una fuerza, pero lo que sentimos en nuestras manos alempujar el mueble, y lo que siente la persona cuando la empujamos, es una presión. El dolorcito que sentimos cuando la enfermera nos clava la aguja de una jeringa, también es consecuencia de una gran presión. Estima la presión que se ejerce en alguno de estos casos.
¿Aproximadamente qué presión ejerce sobre el suelo una persona que está de pie? Si la masa es de 60 kg, como la del señor de lafigura, y el área de contacto entre la planta los zapatos y el suelo es 0,012 m2, entonces esta presión es  , o  ; es decir:
, lo que corresponde a 50.000 pascal. ¿Cómo cambia la presión si la persona levanta uno de sus pies separándolo completamente del suelo? 



La presión en líquidos
¿Por qué un buzo o un submarino están sometidos a mayor presión mientras mayor sea la profundidad a que seencuentren? La presión que ejerce un líquido en el fondo del recipiente que lo contiene ¿depende o no de la forma de este? ¿De qué factores depende?
Para responder a estas preguntas consideremos un líquido de densidad D (no necesariamente agua) que se halla en un recipiente cilíndrico alcanzando una altura h según se indica en la figura 37. 

La fuerza que aplica el líquido en el fondo delrecipiente debe ser su peso; es decir, F = mg. Según [1] su masa debe ser: m = DV y su volumen V = Sh, en que S es el área del fondo del recipiente. Reemplazando en [2] encontramos:
; simplificando,
                                   [3]
Esta importante relación nos dice que la presión que ejerce el líquido en el fondo del recipiente depende solamente de su densidad D, de la altura h de la...