Este documento presenta conceptos fundamentales sobre presión y fuerzas en fluidos. Explica la definición de presión como fuerza por unidad de área y las fórmulas para calcular la presión hidrostática y la presión atmosférica. También describe principios como el de Pascal, donde la presión se transmite en todo el fluido, y el principio de Arquímedes sobre la fuerza de empuje que experimenta un objeto sumergido. Finalmente, presenta aplicaciones prácticas de estos conceptos en áreas como prensas hidráulicas
2. ¿Cómo
clavarías un
clavo: de punta
o de cabeza?
¿Cuándo te
hundes más?
¿Qué duele
más: un pisotón
con un zapato
plano o de
tacón?
¿A qué se deben estas diferencias?
PRESIÓN
Ideas previas
3. Relación entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que actúa
p: presión
F: fuerza
S: superficie
PRESIÓN
Definición y fórmula
7. Sistema Internacional: pascal (Pa) (1 Pa = 1 N/m2)
Mirar: 1 res y 5 res
Hacer: 1, 2, 12 y 13
bar (b): 1 b = 105 Pa
milibar (mb): 1 mb = 100 Pa = 1hPa
atmósfera (atm): 1 atm = 101300 Pa
milímetros de mercurio (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg
“kilo” de presión: kp/cm2
PRESIÓN
Unidades
8. COMPRESIBILIDAD
Estudio de las fuerzas en líquidos HIDROSTÁTICA
FLUIDOS
Reducción de volumen por efecto de la presión
Se adaptan a la forma del recipiente Líquidos y gases
Conceptos previos
Estudio de las fuerzas en gases AEROSTÁTICA
9. Los líquidos pesan Los líquidos ejercen presión
HIDROSTÁTICA: PRESIÓN EN LÍQUIDOS
Presión hidrostática: fuerza por unidad de superficie que ejerce
un líquido sobre las paredes del recipiente y sobre cualquier
superficie de un cuerpo sumergido en él
10. PRESIÓN HIDROSTÁTICA
Principio fundamental de la hidrostática
¿Por qué orificio sale el
agua a mayor presión?
¿Por qué los muros de los embalses son
más gruesos en la parte inferior?
p = d· g· h
p: presión hidrostática
d: densidad del líquido
g: gravedad
h: profundidad
11. h h
La presión hidrostática solo depende de la densidad del
líquido y de la profundidad.
No depende de la distancia al fondo ni de la cantidad de
líquido ni de la forma del recipiente.
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
Aclaraciones
Mirar: 3 resuelto
Hacer: 6
12. Vasos comunicantes: “recipientes” comunicados por la base
El nivel del líquido en todos ellos es el mismo,
independientemente de su forma y tamaño
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
Principio de los vasos comunicantes
13. Indicadores de nivel Pozos artesianos
VASOS COMUNICANTES
Aplicaciones (usos prácticos)
15. AEROSTÁTICA: PRESIÓN EN GASES
Ideas previas
Densidad del aire: 1,3 kg/m3
¿Cuántos kilogramos de aire que hay en el aula?
m = d · V = 1,3 x 180 = 234 kg
Vaula = 6 x 10 x 3 = 180 m3
16. El aire pesa El aire ejerce presión:
Presión atmosférica: fuerza por unidad de superficie que ejerce
la atmósfera sobre cualquier superficie de un cuerpo situado en
su interior.
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
17. Principio fundamental de la aerostática:
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
p = d· g· h
h ?
d ? Temperatura, humedad… Altura
La presión atmosférica no se puede calcular.
23. PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Experimento de Torricelli (1608-1647)
La presión atmosférica es igual a la presión hidrostática que ejerce
una columna de 76 cm de mercurio (densidad=13600 kg/m3)
p = d·g·h = 13600 · 9,8 · 0,76 = 101300 Pa
Presión atmosférica a nivel del mar (presión normal):
p0 = = 101300 Pa = 1 atm = 760 mm Hg
Mirar: 6 resuelto
29. PRINCIPIO DE PASCAL
Enunciado
La presión ejercida en un punto de un líquido se transmite
con la misma intensidad a todos los puntos del líquido.
Blaise Pascal (1623-1662).
¿Gases?
30. PRINCIPIO DE PASCAL
Aplicaciones: prensa hidráulica
Dos recipientes cilíndricos de
diferente sección, conectados,
tapados con un émbolo o pistón,
llenos de líquido.
La fuerza ejercida se amplifica.
34. PRINCIPIO DE PASCAL
Ejemplo
Mirar: 4 resuelto
Hacer: 9
Un elevador hidráulico tiene unos émbolos cilíndricos de 2 cm
y 2 dm de diámetro. Se hace una fuerza de 5 N sobre el
émbolo pequeño .
a) ¿Qué presión se ejerce sobre dicho émbolo? ¿Y sobre el
émbolo grande?
b) ¿Qué fuerza se origina en el émbolo grande?
c) ¿Se podría levantar un coche de 1,5 toneladas?
37. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Enunciado y fórmula
Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una
fuerza de empuje, vertical y hacia arriba, que es igual al
peso del fluido desalojado.
E = PL = mL g
mL = dL VLD
E = dL VLD g
Mirar: 7 resuelto
Ejem: 25
Hacer: 14
39. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Aplicaciones: flotación
E = dL VLD g
P= mC g
Si totalmente
sumergido VLD = VC
Si P > E dC > dL Se hunde
Si P = E dC = dL Equilibrio
Si P < E dC < dL Sube y flota
P = dC VC g
