hidrostática:
Estudia el comportaiento de los fluidos en reposo. Un fluido es una sustancia que puede escurrir y cambiar de forma fácilmente. Son fluidos los líquidos y gases. En la hidrostática es indispensable conocer los conceptos de presión y densidad.
presión: la presión sobre una superficie debido a fuerzas de otra superficie o de un fluido es igual al cuociente entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que actúa (p=f/s).
la fuerzaq que ejerce presión simpre es perpendicular a la superficie sobre la que actúa. Como la presión depende del tamaño de la superfie, fuerzas iguales pueden producir presiones ditintas (con áreas pequeñas obtienen grandes presiones y vive versa). La unidad de medida de la presión en el sistema internacional es el pascal (pa) que equivale a 1N/1m2.
Dessidad
(o masa especifica) esel cuociente entre la masa de un cuerpo y su volumen.
(d=m/v
. La unidad me medida en el Si es kg/m3.
Presión hidrostática
Presión que ejerce un fluido contra el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene o contra todo cuerpo sumergido en el. Esta presión depende de los sigientes factores: profundida a la que se quiera medir(h) densidad del fluido (d) aceleración de gravedad (g) y de la presión externa (pa)
(ph=d*g*h+Pext)
como la presión hidrostática en un determinado fluido solo depende de la profundidad, recipientes que tengan distintas formas pero con liquido hasta la misma altura tendrán la misma presión a igual profundidad. Esto explica el comportamineto de los vasos comunicantes. Aun cuando contienen distintas cantidades de liquido y en consecuencia, distintos pesos, el nivel de este es el mismo ya que la presión en el ducto no depende de la cantidad si no que de la profundidad.
Presión atmosférica:
presión que ejerce el peso del aire de la atmósfera sobre los cuerpos y la superficie de la tierra. Evangelista. Afirmo que vivimos en el fondo de un mar de aire, por lo tanto estamos recibiendo la presión que ejerce casi 80 km de aire razón de, aprox. 1kilo en cada metro3. Fue e. Torriceli quien dejo de manisfieto la existencia de la presión atmosférica mediante su famoso experimento.
un tubo de vidrio, de casi 1m de longitud, cerrado por unos de los extremos lo lleno de Mercurio. Tapando con el dedo el extremo abierto, lo puso invertido en una cubeta que también contenía Mercurio. Al destaparlo , estando en pocicion vertical, torricelli observo que el nivel del Mercurio del tubo bajo hasta la altura de 76 cm, por sobre el nivel del Mercurio del recipiente. Concluyo entonces, que es la presión atmosférica actuando sobre la presión de la columna de Mercurio
Este instrmento paso a llamarce barómetro.
el aire, por ser un fluido, también cumple la ecuación fundamental de la hidrostática, y como la presión es un fluido depende de la profundidad, la presión atmosférica disminuye con la altura. Si estamos en la cordillera, estamos mas cerca de la superficie del mar de aire, por lo tanto hay menos presión atmosférica. De hecho, un barómetro puede ser usado como altímetro si esta graduado. Ademas, hay que considerar que la densidad del aire no es homogénea siendo mayor en la superfice de la tierra, en consecuencia, la densidad también va disminuyendo con la altura. Igual cosa ocurre también con la aceleración de gravedad (g).
la presión amosferica produce los siguientes efectos: los oídos se tapan cundo uno sube o baja, influye en el punto de ebullicon, genera los vientos.
Principio de pascal:
en la ecuación fundamental de la hidrostática se ve que la presión al interior de un fluido depende, entre otras cosas, de la presión externa que se le aplique a dicho fluido. Esto hecho lo reconoció por primera vez blaise pascal y lo anuncio de la sigUiente manera «toda presión aplicada a un fluido encerrado, se transmite intregramnte a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente».
este enunciado corresponde al PRINCIPIO DE PASCAL.
una figura muestra dos émbolos con distintas áreas, como según pascal, la presión debe ser la misma en ambos émbolos se supone que las fuerzas aplicadas en ellos deben cumplir la siguiente relación (P1=P2) (F1/S1=F2/S2) (F1/F2=S1/S2). Por tanto si s2 es mucho mayor que s1, la fuerza f2 sera también mucho mayor que f1. Entonces, un sistema como este puede ocuparse para aumentar fuerzas y es esta la razón por la cual la ley de pascal tiene su pricipal aplicación en todas las maquinarias hidráulicas. Cabe hacer notar, que si bien es cierto,hay un aumento de la fuerza, la energía debe conservarce, por lo tanto, el embolo chico debe tener un mayor recorrido que el embolo grande para que el trabajo mecánico sea el mismo.
Principio de arquimides:
por evidencia cotidiana, sabemos que todo cuerpo sumergido en un liquido disminuye aparentemente de peso, esto se debe a una fuerza vertical hacia arriba llamada empuje.
Que se opone al peso del cuerpo. Como según la ecuación fundamental de la hidrostática, la presión en un fluido depende de la profundidad, un cuerpo sumergido recibe mayor presión en sus partes mas profundas que en sus partes mas suprficiales. O sea las fuerzas aplicadas en la parte inferior es mayor que las fuerzas aplicadas en la parte superior del cuerpo, por tanto, la resultante de estas fuerzas debe estar dirigida hacia arriba y constituye el empuje.
Arquímedes descubrió la manera de calcular el valor de esa fuerza ascendente y la estableció en el famoso principio de arquimides cuyo texto dice » todo cuerpo sumergido en un liquido recibe un empuje vertical hacia arriba cuyo valor es igual al peso del del liquido desplazado».
(e=d*v*g)
si el empuje es menor que el peso del cuerpo, este se va al fondo. Si el empuje es igual al peso, el cuerpo flotara. Si el empuje es mayor que el peso, el cuerpo emergerá hasta que el peso del liquido desplazado por la parte que queda sumergida sea igual al peso del cuerpo