En el interior de un líquido la presión actúa en todas las direcciones

Volvemos a referirnos a la idea de que la presión actúa en todas direcciones.

Un modo sencillo de comprobarlo es:

termo e hidro

Introducir agua a presión por medio de una jeringa en el interior de un globo con agujeros y notarás que por todos los agujeros del globo sale el agua con la misma presión.

 

4.11 Observa el contenido de la figura siguiente:

termo e hidro

Tenemos una jarra con 1 litro de agua, un tonel de madera lleno de agua y un tubo estrecho de acero de 1cm2 de área de la base y de más de 8m de largo y radio de la tapa del tonel 30cm.

Si los colocamos del modo que tienes a continuación en la que el tubo penetra el grueso de la tapa del tonel y nos aseguramos que encaje bien con los bordes de madera para que el agua no se salga de esta unión:

termo e hidro

Ahora echamos el agua de la jarra a través del tubo.

Esto parece que ya lo hizo el señor Blaise Pascal (matemático, físico y filósofo) en el siglo XVII y advirtió que podía pasar…

Respuesta:

termo e hidro

Se rompe el tonel. No aguanta la presión existente en su interior (notarás que hace muchos lo comprobaron).

¿Por qué?

Suponemos que el tonel tiene 1m (no nos importa mucho su medida exacta) de altura y un radio de 30cm y está lleno de agua.

Comenzamos a llenar el tubo desde la parte alta muy despacio.

Llegará un momento que el tonel se abre por las juntas porque no soporta la presión interior y el agua sale al exterior.

Imaginemos que esto sucede cuando la altura del agua dentro del tubo es de 7m o 700cm de altura.

Si consideras que el agua del tubo o de la jarra se derrama sobre la tapa del barril, no pasa nada, total 1 litro que es el contenido de la jarra sobre la tapa del tonel no es que haya sucedido nada relevante.

Pero si el agua del tubo penetra dentro del barril, la cosa es muy distinta.

Hemos dicho que el área de la base del tubo es de 1cm2.

Sobre esta base tenemos 700cm de altura de agua. Esto hace un volumen (de un cilindro):

termo e hidro

Sabemos que la Densidad del agua es de 1gr/cm3. El agua del tubo hace una presión de 700g/cm2 en el interior del tonel.

Tenemos en cuenta solamente la presión que la tapa del tonel aguanta por dentro:

termo e hidro

Hemos dicho que la tapa tiene un radio de 30cm lo que significa, al tratarse de un círculo, un área de: 

termo e hidro

La presión hemos calculado que es de 700g/cm2 significa que la solamente la tapa debería aguantar:

Termo e hidro

Esta fuerza difícilmente puede soportar.

4.12 La elegante señorita que ves en la figura siguiente pesa 50kg y nos da un pisotón con uno de sus zapatos cuya foto la tienes delante.

Termo e hidro

Suponemos que el fino tacón tiene una superficie de 1cm2 (contacto con el suelo).

¿Hubiese sido mejor que te hubiera pisado el elefante que ves en la foto cuyo peso estimamos en 5000kg sabiendo que en el momento de la pisada de la delicada señorita descargó sobre su tacón (el que nos pisó) 35 kg?

¿Cómo razonas la respuesta sabiendo que la superficie de una pata de elefante es, más o menos, de 0,18m2?

Respuesta: Preferible que te pise el elefante

Solución

La fina dama te produjo una presión de 35kg/cm2 .

El elefante que descansa sobre 4 patas de 0,18m2 cada una reparte sus 5000kg entre termo e hidro

La presión que nos hace una pata del elefante es: 

termo e hidro

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