2. La hidrostática tiene como objetivo estudiar los
líquidos en reposo. Generalmente varios de sus
principios también se aplican a los gases. El
término de fluido se aplica a líquidos y gases
porque ambos tienen propiedades comunes. No
obstante conviene recordar que un gas puede
comprimirse con facilidad, mientras un líquido es
prácticamente incompresible
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y
el área (A) de la siguiente forma:
3. Densidad o masa específica
La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen. Se denomina con la letra
ρ. En el sistema internacional se mide en kilogramos / metro cúbico.
Cuando se trata de una sustancia homogénea, la expresión para su cálculo es:
Donde
ρ: densidad de la sustancia, 𝐾𝑔/𝑚3
m: masa de la sustancia, Kg
V: volumen de la sustancia, 𝑚3
en consecuencia la unidad de densidad en el Sistema Internacional será kg/m3 pero
es usual especificar densidades en g/cm3, existiendo la equivalencia
1g cm3 = 1.000 𝐾𝑔/𝑚3.
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.
ρ =
𝑚
𝑉
4. 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
Presión hidrostática
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.
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.
Entonces, presión hidrostática, en mecánica, es la fuerza por unidad de superficie que
ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie
5. Presión y profundidad
La presión en un fluido en equilibrio aumenta con la profundidad, de
modo que las presiones serán uniformes sólo en superficies planas
horizontales en el fluido.
Por ejemplo, si hacemos mediciones de presión en algún fluido a ciertas
profundidades la fórmula adecuada es:
𝑷 = 𝝆. 𝒈. 𝒉
Es decir, la presión ejercida por el fluido en un punto situado a una
profundidad h de la superficie es igual al producto de la densidad d del
fluido, por la profundidad h y por la aceleración de la gravedad.
Si consideramos que la densidad del fluido permanece constante, la
presión, del fluido dependería únicamente de la profundidad. Pero no
olvidemos que hay fluidos como el aire o el agua del mar, cuyas
densidades no son constantes y tendríamos que calcular la presión en su
interior de otra manera.
6. Unidad de Presión
En el sistema internacional la unidad es el Pascal (Pa) y equivale a Newton sobre metro
cuadrado.
La presión suele medirse en atmósferas (atm); la atmósfera se define como 101.325 Pa, y
equivale a 760 mm de mercurio o 14,70 lbf/pulg2 (denominada psi).
La tabla siguiente define otras unidades y se dan algunas equivalencias.
7. 1. 0.5 kg de alcohol etílico ocupan un volumen de 0.633 cm3.
Calcular su densidad y peso específico.
Datos:
M = 0.5kg
V = 0.633 cm3
V= 6.33*10-7 m3
ρ = m/V
ρ = 0.5 kg/ 6.33*10-7 m3 = 789889.41 kg/ m3
Pe = ρg
Pe = (789889.41 kg/ m3)(9.81 m/s2) = 7748815.11 N/ m3
8. 2. ¿Cuántos m3 ocuparán 1000 kg de aceite de linaza, si este
tiene una densidad de 940 kg/ m3?
Datos:
9. 2. ¿Cuántos m3 ocuparán 1000 kg de aceite de linaza, si este
tiene una densidad de 940 kg/ m3?
Datos:
M = 1000kg ρ = m/V
P = 940 kg/m3 V = m / ρ
V = ? V= 1000kg / 940 kg/m3
V = 1.063 m3
10. 3. Determine la masa de un cubo de 5 cm de arista si el
material con que está construido es de cobre.
11. 3. Determine la masa de un cubo de 5 cm de arista si el
material con que está construido es de cobre.
Datos:
L = 5cm = 0.05 m ρ = m/V
V = 1.25x10-4 m3 m = ρ v
ρ = 8960kg/m3 m = (8960kg/m3)(1.25x10-4m3)
m = ? m = 1.12 kg/m3
12. 4. Un objeto tiene una masa de 128.5 kg y un volumen de 3.25
m3
a) ¿Cuál es su densidad?
b) ¿Cuál es su peso específico?
5. Un objeto tiene una masa de 2190 kg.
a) ¿Cuál es el peso del objeto?
b) Si el volumen que ocupó es de 0.75 m3, ¿Cuál es su peso
específico?
