Fluidos en reposo y movimiento -PRESIÓN

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Lea las siguientes situaciones:

  • Las huellas de los pies de un hombre sobre la nieve.
  • Un cilindro metálico sobre una barra de plastilina.
  • Los tacones de una mujer sobre un piso de madera.

Observa que en todos los casos existe un objeto que ejerce una fuerza sobre una cierta área, en el caso del hombre se puede comprobar por la huella hundida que se deja sobre la nieve, el cilindro metálico deja un hundimiento circular sobre la plastilina y los tacones de la mujer también dejan un marca sobre el piso de madera. En estos casos a la relación entre la fuerza del objeto sobre una determinada área se le conoce como presión.

La presión se determina con la ecuación:

P = F/A = (m*g)/A

Donde:

  • P = es la presión, su unidad es N/m² y esto equivale a Pascal (Pa).
  • A = es el área, su unidad es el metro cuadrado (m²) en el sistema internacional.
  • F = es la fuerza, su unidad es el Newton (N) en el sistema internacional.

La fuerza la calculamos multiplicando: masa por gravedad F = m*g

  • m= Es la masa, su unidad es el kilogramo (kg) en el sistema internacional.
  • g= Es la aceleración gravitatoria (constante), que equivale a 9.81 m/s².

LA PRESIÓN ES LA CANTIDAD DE FUERZA QUE SE EJERCE SOBRE UNA CIERTA ÁREA.

Ejemplo

Calcula la presión que ejerce una mujer de 70 kg sobre sus pies, al estar de pie sobre una superficie de 0.067 m².

Datos:                                                                                 Formula:

m = 70 kg                        F =                                               P = F/A                   

A = 0.067 m²                   P =

g = 9.8 m/s²

Solución:

Primero calculamos la Fuerza:           F = m * g  =  (70 kg) (9.8 m/s²) = 686 N.

Usamos la fórmula de la Presión: P=F/A = 686 N/0.067m2 = 10,238.80Pa

Presión Hidrostática

Cuando sumergimos una pelota en una cubeta con agua, podemos experimentar una oposición, lo que nos remite ahora a enfocarnos en los fluidos en reposo. Recuerda que la hidrostática (del griego hydros, “agua”, y statos, “inmóvil”) se encarga de su estudio.

Cuando una persona se sumerge en un estanque o laguna, a medida que se sumerge, sufre de molestia en los oídos independientemente de su posición. La presión que perciben las personas cuando están sumergidas en el agua en reposo se llama presión hidrostática, y se puede definir como aquella que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión hidrostática depende de la densidad del fluido y de la profundidad en la que esté la persona, a este fenómeno se le conoce como el principio fundamental de la hidrostática.

La expresión matemática es:

Ph = ρ g h       

Dónde:

  • Ph = presión hidrostática, en Pascal (Pa).
  • ρ = densidad del líquido, en kg / m³.
  • g = aceleración de la gravedad, en 9.8 m / s².
  • h = altura o profundidad, en metros (m).

Ejemplo:

Un buzo se encuentra a 10 m de profundidad en el mar, ¿cuál es la presión hidrostática? Si la densidad del agua de mar es de 1,030 kg / m³.

Datos:                                                          Formula:

ρ = 1,030 kg / m³.                                     Ph = ρ g h               

h = 10 m                                      

g = 9.8 m/s²

Ph=

Solución:

Ph = (1,030 kg / m³) (9.8 m/s²) (10 m) = 100,940 Pa.

         (10,094) (10m) = = 100,940 Pa.

Bibliografía:

  • Paredes Vaca, Juan Manuel. (2007). FÍSICA I Dirección General de Educación Tecnológica Industrial, SEP, Primera Edición. D.F., México. Impreso en México. (Copyright© 2007).
  • Harita, Alfonso Bernardo. (2018). FÍSICA II Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora, Segunda Edición. Hermosillo, Sonora, México. Impreso en México. (Copyright© 2012).
  • Llamas Casoluengo, Luz del Carmen. FÍSICA II Telebachillerato Comunitario. Ciudad de México. Impreso en México. D.R. Secretaría de Educación Pública, 2015 ©.
Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Kendor Emmanuel O´Shelly Parada

Ingeniero en Geociencias, Docente