Presión
hidrostática
Un fluido pesa y
ejerce presión sobre las paredes del fondo del recipiente que lo contiene y
sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada
presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza
perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto
sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido
fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente
perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del
líquido en cuestión y de la altura del líquido por encima del punto en que se
mida.
Se calcula mediante la siguiente expresión:
P = ρ g h +P0
Donde, usando unidades del
Sistema Internacional,
·
es la
presión hidrostática (en pascales);
es la
presión hidrostática (en pascales);
·
es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro
cúbico);
es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro
cúbico);
·
es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado);
es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado);
·
es la
altura del fluido (en metros). Un líquido en
equilibrio ejerce fuerzas
perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
es la
altura del fluido (en metros). Un líquido en
equilibrio ejerce fuerzas
perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior
·
es la Presión atmosférica (en pascales)
es la Presión atmosférica (en pascales)
Ejercicios
1.- Calcula la presión a una profundidad de 20
metros en el mar sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1,03 kg/L.
Aplicamos la expresión P = d · g · h + P0, antes de
nada debemos pasar la densidad del agua de mar a kg/m3, para
ello utilizamos factores de conversión: 1 M3 = 1000 lts
1,03 kg / lts x 1000 lts / M3
+ = 1030 kg / M3
Sabiendo que la presión atmosférica es = 101.325 pa
P = 1030 kg / M3 x 9,8 M / seg2 x 20 M + 101.325 =
303.213 pascales
2.- Calcula la fuerza que actúa sobre una chapa
cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua a una profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m3.
P = d x g x h + P0
P = 1000 kg / M3 x
9,8 M / seg2 x 0,4 M + 101.325 pa = 3.920 + 101.325 pascales
105.245
Como me piden la fuerza debo aplicar la formula P = F / S
F = P x S
= 105.245 pa x S pero S = 0,1 M x 0,1 M = 0,01 M2
Entonces F = 105.245 pa x 0,01 M2 = 1052,45
Newtons
No hay comentarios.:
Publicar un comentario