¿Qué es la Hidrostática?
La hidrostática es la rama de la física que estudia los fluidos en reposo. Los fluidos son sustancias que poseen gran movilidad en las moléculas o partículas que las constituyen debido a la poca cohesión entre ellas. Esta característica les permite cambiar de forma fácilmente dependiendo del recipiente que las contiene.
Conceptos Fundamentales de la Hidrostática
Presión
La presión es la fuerza que ejerce un fluido por unidad de superficie. Se define como la fuerza aplicada perpendicularmente a una superficie dividida entre el área de dicha superficie.
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes establece que todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.
Peso Aparente
El peso aparente (Pa) de un cuerpo sumergido en un líquido es la diferencia entre su peso real y el empuje que recibe por parte del líquido.
Densidad
La densidad de un cuerpo se define como la relación entre su masa y el volumen que ocupa.
Principio de Pascal
El principio de Pascal establece que toda variación de presión en un punto de un fluido en reposo se transmite integralmente a todos los puntos del mismo.
El Experimento de Torricelli
Descripción
Evangelista Torricelli, un físico italiano del siglo XVII, diseñó un experimento para medir la presión atmosférica. Llenó un tubo de vidrio de 1 metro de largo con mercurio, lo cerró por uno de los extremos y lo invirtió sobre un recipiente abierto lleno del mismo líquido. Observó que la columna de mercurio descendía hasta una altura aproximada de 76 cm (760 mm) y se mantenía estable.
Explicación
Torricelli dedujo que la columna de mercurio no caía completamente debido a que la presión atmosférica ejercida sobre la superficie del mercurio en el recipiente abierto se transmitía a través del fluido y era capaz de equilibrar la presión ejercida por el peso de la columna de mercurio. Este experimento demostró la existencia de la presión atmosférica y proporcionó un método para medirla.
Equivalencias de Presión
1 atm (atmósfera) = 760 mm Hg (milímetros de mercurio) = 101.325 Pa (pascales) = 1.0 kgf/cm2 (kilogramos-fuerza por centímetro cuadrado)
Fórmulas Clave en Hidrostática
- Presión (P) = Fuerza (F) / Superficie (S)
- Densidad (D) = Masa (M) / Volumen (V)
- Peso aparente (Pa) = Peso real – Empuje
- Empuje = Densidad del líquido x Gravedad x Volumen desalojado
- Presión hidrostática (Ph) = Densidad del líquido x Gravedad x Profundidad