Presión hidrostática: pricipio de Pascal y Arquímedes
1. Principio fundamental de la hidrostática
La hidrostática trata de los líquidos en reposo.
Un líquido encerrado en un recipiente crea una presión en su seno y ejerce una fuerza sobre las paredes que lo contienen.
La presión hidrostática en un punto del interior de un líquido es directamente proporcional a la densidad del fluido, d; a la profundidad, h; y a la gravedad del lugar, g.
P=d·g·h
Los fluidos (líquidos y gases) ejercen también una presión, P, sobre cualquier cuerpo sumergido en ellos. La presión será tanto mayor cuanto más denso sea el fluido y mayor la profundidad. Todos los puntos situados a la misma profundidad tienen la misma presión.
2. Principio de Pascal
Dicha propiedad fue enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662), y se conoce como principio de Pascal:
La presión aplicada en un punto de un líquido se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones en el interior del líquido.
Si ejerces una fuerza F exterior sobre un émbolo de sección S, se origina una presión en toda la masa líquida.
La presión es una magnitud escalar, no tiene dirección definida, pero la fuerza interior que origina es un vector perpendicular a la superficie sobre la que actúa.
3. Principio de Arquímedes
En el siglo III a.C, el matemático e ingeniero griego Arquímedes determinó el valor de la fuerza de empuje que ejerce un líquido sobre los sólidos sumergidos en él, y formuló el principio que lleva su nombre.
Cualquier cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido está sometido a una fuerza de empuje, dirigida hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado.
E=d·v·g
E=fuerza de empuje
d=densidad del líquido
v=volumen del sólido.
g=fuerza de la gravedad
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Ejercicio:
Calcular la presión que ejerce el agua sobre la pared de un embalse en un punto situado a 30m por debajo del nivel del líquido (densidad del agua=1000Kg/m3).
Solución:
La presión hidrostática ejercida por el agua será:
P=d·g·h=1000kg/m3·9,8m/s2·30m=294000 Pa
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Ejercicio:
Un cuerpo de 200 gr de masa y densidad 8'93 gr/cm3 se sumerge en agua. Calcular el empuje que experimenta.
Solución:
El volumen del cuerpo será:
El empuje será:
