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La hidrostatica

La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.

Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre de fluidez.

Son fluidos tanto los líquidos como los gases, y su forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas.

Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquimedes.

El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un fluido no compresible contenido en un recipiente indeformable se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y a todas partes del recipiente.

Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica la cual funciona aplicando este principio.

Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para disminuir el volumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas.

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba con una fuerza  igual al peso del volumen de fluido desalojado.

El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente.

La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra ?. En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.

?= M/V

?: densidad de la sustancia, Kg/m 3

m: masa de la sustancia, Kg

V: volumen de la sustancia, m 3

La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión; al resolver cualquier problema debe considerarse la temperatura y la presión a la que se encuentra el fluido.

Peso específico

El peso específico de un fluido se calcula como su peso por unidad de volumen (o su densidad por g).

En el sistema internacional se mide en Newton / metro cúbico.

Pe= PESO/VOLUMEN

Presión hidrostática

Si una superficie se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en reposo) el fluido, gas o líquido, ejerce fuerzas normales sobre la superficie.En general, podemos decir que la presión se define como fuerza sobre unidad de superficie, o bien que la presión es la magnitud que indica cómo se distribuye la fuerza sobre la superficie en la cual está aplicada.

Entonces, presión hidrostática, en mecánica, es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

Si la fuerza total (F) está distribuida en forma uniforme sobre el total de un área horizontal (A), la presión (P) en cualquier punto de esa área será

P=F/A

P: presión ejercida sobre la superficie, N/m 2

F: fuerza perpendicular a la superficie, N

A: área de la superficie donde se aplica la fuerza, m 2                                         

Para explicar la hidrostática podemos utilizar el ejemplo del “GATO HIDRAULICO”

En un fluido, la presión es igual por todos lados, por donde sea que lo veas. Entonces como ya sabemos, si aumentas el área, la presión disminuye y si aumentas la fuerza, la presión se hace grande.

En el sistema de un gato hidráulico tenemos dos émbolos, uno con un área más pequeña que el otro. Se le aplica una fuerza en el embolo pequeño creando una presión en el fluido y esa misma presión es igual en el otro embolo que tiene un área mayor. Entonces, para que la presión sea igual en ambos lados, la fuerza debe de ser mayor, así, generas una fuerza grande con una pequeña y esto es lo que permite levantar un coche con tan solo la fuerza de nuestro brazo.

 

Por ejemplo: si ejerzo una fuerza de 1 kg sobre un área de 1 cm2 tendré en cada centímetro cuadrado un kilogramo de fuerza y si está conectado a otro embolo con 10 cm2 la presión q actuara sería la misma (1kg por cada cm2) y en el embolo mayor se podría cargar 10kg.

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