HIDROSTATICA

La hidrostática es a rama de la mecánica que se ocupa del estudio de los fluidos en reposo

Fluido es una sustancia que se deforma continuamente cuando se le somete a una fuerza tangencial, por muy pequeña que este sea .las moléculas de los líquidos a temperaturas y presiones ordinarias tienen poca atracción entre ellas y cambian de posición relativa una a otra. En consecuencia los líquidos tienen volumen definido tomando la forma del recipiente que los contiene

Definición de un fluido

DENSIDAD (ρ)

La densidad de una sustancia para un elemento de volumen dV ubicado en algún punto del fluido y que contenga una masa dm ,la densidad ρ en ese punto se define mediante

ρ = dm/dV

La unidad de densidad en SI será kg/m3 pero se usa generalmente densidades en g/cm3, 1g/cm3=1000 kg/m3.

La densidad relativa de una sustancia, es un número adimensional, que viene dado por la relación de la densidad de la sustancia a la densidad de agua.

Densidad relativa

Presión en un fluido

La presión es fuerza normal por unidad de área. La ley de Pascal establece que la presión aplicada a la superficie de un fluido encerrado se transmite sin disminución a todas las porciones del fluido.

En el Sistema Internacional (SI) la unidad de presión es el pascal, se representa por Pa y se define como la presión correspondiente a una fuerza de un newton de intensidad actuando perpendicularmente sobre una superficie plana de un metro cuadrado.

1 Pa = 1 N/m2.

Unidades de presión

Otras unidades de presión

Atmósfera (atm) se define como la presión que a 0 ºC ejercería el peso de una columna de mercurio de 76 cm de altura y 1 cm2 de sección sobre su base.

1 atm = 1,013x10^5 Pa.Bar es un múltiplo del pascal y equivale a

10^5 N/m2.En meteorología se emplea con frecuencia el milibar (mb) o milésima parte del bar

1 mb = 102 Pa ó 1 atm = 1013 mb.También tenemos: Milímetros de mercurio

1 mmHg = 133,322 PaTorr

1 torr = 133, 322 Pa1 torr = 1 mmHg

PRESIÓN EN UN PUNTO DE UN FLUIDO

La presión sobre un punto totalmente sumergido enun fluido en reposo es igual en todas las direcciones.

Los valores de presiones promedio sobre cada una de las tres superficies son p1, p2, y p3.

En la dirección z las fuerzas son iguales y opuestas y se anulan mutuamente.

Diferencia de presión entre dos puntos en un fluido

Diferencia de presión entre dos puntos cualquiera (1 y 2) en un fluido en reposo, será

Donde h representa la profundidad de un punto cualquiera en el fluido y p su presión

Para fluidos que pueden considerarse incompresibles (por lo general los líquidos), ρ es constante

Paradoja Hidrostática

Todas las columnas de fluido tienen la misma altura, sin importar cuál sea su forma.

Ley de Pascal

la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin disminución a todas las partes del fluido y las paredes del recipiente.

El elevador hidráulico que se representa en la figura ilustra la ley de Pascal. Un pistón con área transversal pequeña A1 ejerce una fuerza F1 sobre la superficie de un líquido (aceite). La presión aplicada p =F1/A1 se transmite a través del tubo conector a un pistón mayor de área A2. La presión aplicada es la misma en ambos cilindros, así que

Flotación

La flotación es un fenómeno muy conocido: un cuerpo sumergido en agua parece pesarmenos que en el aire. Si el cuerpo es menos denso que el fluido, entonces flota. El cuerpo humano normalmente flota en el agua, y un globo lleno de helio flota en el aire.

principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes establece lo siguiente: si un cuerpo está parcial o totalmente sumergido en un fluido, éste ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo