mecanica de fluidos

Fuerzas Hidrostáticas sobre una Superficie
INTRODUCCION
Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar laorientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:
228219043180
Donde, usando unidades del SI,
P: presión hidrostática → Pascales(Pa)
ρ: densidad del líquido → kilogramos sobre metro cúbico (Kg/m3)
g: aceleración de la gravedad → metros sobre segundo al cuadrado (m/s2)
h: altura del fluido → metros (m)
217170099060
También:
Donde: P → presión ejercida sobre la superficie, N/m2 F → fuerza perpendicular a la superficie,N A → área de la superficie donde se aplica la fuerza, m2
2171700395605En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:
Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir lapresión.
PROPIEDADES DE LA PRESIÓN EN UN MEDIO FLUIDO
La presión en un punto de un fluido en reposo es igual en todas las direcciones (principio de Pascal).
La presión en todos los puntos situados en un mismo plano horizontal en el seno de un fluido en reposo (y situado en un campo gravitatorio constante) es la misma.
En un fluido en reposo la fuerza de contacto que ejerce en el interior delfluido una parte de este sobre la otra es normal a la superficie de contacto (Corolario: en un fluido en reposo la fuerza de contacto que ejerce el fluido sobre la superficie sólida que lo contiene es normal a ésta).
La fuerza asociada a la presión en un fluido ordinario en reposo se dirige siempre hacia el exterior del fluido, por lo que debido al principio de acción reacción, resulta en unacompresión para el fluido, jamás una tracción.
La superficie libre de un líquido en reposo (y situado en un campo gravitatorio constante) es siempre horizontal. Eso es cierto sólo en la superficie de la Tierra y a simple vista, debido a la acción de la gravedad no es constante. Si no hay acciones gravitatorias, la superficie de un fluido es esférica y, por tanto, no horizontal.
En los fluidos enreposo, un punto cualquiera de una masa líquida está sometido a una presión en función únicamente de la profundidad a la que se encuentra el punto. Otro punto a la misma profundidad, tendrá la misma presión. A la superficie imaginaria que pasa por ambos puntos se llama superficie equipotencial de presión o superficie isobárica.
PRESIÓN EN EL INTERIOR DE UN LÍQUIDO
El líquido ejerce una presión deabajo hacia arriba. En un punto ubicado en el interior de una masa líquida se ejercen presiones en todas direcciones y sentidos de igual intensidad.
La presión depende de la profundidad. Cuanto mayor es el valor que toma h, mayor es el valor de la presión. A mayor profundidad mayor presión.
Todas las partículas pertenecientes a una misma superficie horizontal están sometidas a la misma presión yrecíprocamente, partículas sometidas a igual presión en una masa líquida, pertenecen a la misma superficie horizontal.
Todas las partículas de la superficie libre de un recipiente abierto soportan la misma presión (atmosférica).
La presión es mayor cuanto mayor es el peso específico del líquido.
PRINCIPIO DE PASCAL: Toda presión ejercida sobre la superficie libre de un líquido en reposo se...