HIDROSTÁTICA

INTRODUCCIÓN

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.

Todo fluido soporta fuerzas normales o perpendiculares a sus fronteras, sin que haya escurrimiento, y puede estar en equilibrio bajo la acción de una diversidad de fuerzas de este tipo. Sin embargo, un fluido no puede resistir la acción de una fuerza tangencial, ya po de fuerza, el fluido responde deslizándose sobre sus fronteras,provocando el movimiento del fluido. Por lo tanto, una condición necesaria para que un fluido esté en equilibrio, es que sus fronteras sólo experimenten fuerzas normales (perpendiculares).

HIDROSTÁTICA

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.

DENSIDAD

La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra ρ. En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.

PESO ESPECÍFICO

Se denomina peso específico de un gas o líquido al peso de la unidad de su volumen.
Tanto la temperatura como la presión influyen en el peso específico, por este motivo se acostumbra a indicar éstos valores cuando se da el valor del peso específico, normalmente en Kg/m³ o en gr/cm³

PRESIÓN

La presión se define como fuerza sobre unidad se superficie.

P = F / A

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

Es la fuerza por unidad de área que ejerce un liquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentresumergido, como esta presión se debe al peso del liquido, esta presión depende de la

La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un

fluido en reposo. En un fluido en reposo la única presión existente es la presiónhidrostática, en un fluido en movimiento además puede aparecer una presión.

PRESION ABSOLUTA

Se denomina presión absoluta a la presión que soporta un sistema respecto al cero absoluto. Para poder decir que existe sobrepresión la presión absoluta debe ser superior a la presión atmosférica.
Sin embargo, cuando la presión absoluta es inferior a la presión atmosférica decimos que existe una depresión.
Para complicar un poco el asunto, diremos que la sobrepresión y la depresión son la presión relativa.Hay que tener en cuenta, que tanto la presión absoluta (P_ab) como la presión relativa (P_r) están en función de la presión atmosférica (P₀).

PRINCIPIO DE PASCAL

La presión ejercida sobre la superficie

de un líquido contenido en un recipiente cerrado se transmite a todos los puntos del mismo con la misma intensidad.

El principio de Pascal se aplica en la hidrostática para reducir las fuerzas que deben aplicarse en determinados casos. Un ejemplo del Principio de Pascal puede verse en la prensa hidráulica.

LA PRENSA HIDRAÚLICA

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones a

justados y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza!

Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)

Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un termino se tiene que:F2=F1

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Arquímedes nos afirma que todo cuerpo sumergido de de forma parcial o total en un fluido en reposo recibe una fuerza de empuje de abajo hacia arriba (contraria al peso del cuerpo) que es igual al peso del volumen del fluido desalojado.

• E : Empuje que recibe el cuerpo.
• V_csP : Peso del cuerpo .
• V_cs: volumen del cuerpo que se encuentra debajo del nivel del líquido.

E = P – P_CS = r .

Donde P_CS es el peso del cuerpo sumergido y r el peso específico del líquido.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en la figura:

1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con elresto del fluido.

2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.