FÍSICA ELEMENTAL

1. I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
**** BARRANCA ****
E
LAS PALMAS
NUEVAESPERANZA
BARRANCA
TEMA: HIDROSTÁTICA
1. INTRODUCCIÓN.- En alguna ocasión, habrá la oportunidad de
ver a enormes barcos, transportando una gran carga, o deslizar
a veloces lanchas sobre la superficie del agua. Alguna vez se
pregunto: ¿Cómo es posible que ocurra ello, si los barcos
están fabricados de acero y otros materiales de mayor
densidad que el agua?, ¿por qué no se hunden dichos
cuerpos? Estos y otros fenómenos pueden ser explicados si
tenemos conocimientos sobre hidrostática.
2. ¿QUÉ ESTUDIA LA HIDROSTÁTICA? Estudia a los fluidos en
reposo.
3. ¿QUÉ ES UN FLUIDO? Es una sustancia que puede escurrir
fácilmente y que puede cambiar de forma debido a la acción
de pequeñas fuerzas. Por lo tanto llamamos fluido a los
líquidos y los gases.
4. DENSIDAD.- Llamada también densidad absoluta es una
magnitud escalar que mide la masa por unidad de volumen
contenida en un cuerpo.
v
m
=ρ
Donde m : masa
V : volumen
NOTA:
333
/10/1 mkgcmgagua <>=ρ
5. PESO ESPECÍFICO.- Se le llama también gravedad específica
y es el peso por unidad de volumen de un cuerpo.
v
W
=γ
Donde W : peso
V : volumen
NOTA:
3333
/9800/10/1 mNmkgcmgagua <><>=γ
6. RELACIÓN ENTRE PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD.-La
relación existe se deduce de la siguiente manera:
Si: g
v
m
V
mg
V
W
)(===γ
Entonces:
gρ=γ
7. PRESIÓN.- Es la distribución uniforme de la fuerza normal por
cada unidad de área en una determinada superficie.
A
F
P =
Donde: 1
²m
N
= Pascal (Pa)
8. PRESIÓN HIDROSTÁTICA (Ph).- Es la presión que experimenta un
cuerpo dentro de un líquido y que se debe al peso del líquido que se
encuentra por encima del punto considerado.
hP liqh γ=
También:
hgP liqh ..ρ=
9. PRESIÓN TOTAL.- Es la suma de las presiones locales
(manométrica, hidrostática, etc.) y la presión atmosférica.
Po= Presión atmosférica = 105
Pa
10. TEOREMA FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA.- “Dos
puntos que se encuentran en una misma masa líquida tendrán
una diferencia de presión directamente proporcional con la
diferencia de su profundidades”
)(. ABliqBA hhgPP −=− ρ
NOTA: Todos los puntos pertenecientes a una misma masa
líquida y a un plano horizontal soportan la misma presión
total.
11. PRINCIPIO DE PASCAL.- Toda variación de presión en un
punto de un líquido se transmite íntegramente y en toda
dirección a todos los puntos del mismo.
12. PRENSA HIDRÁULICA.- Dispositivo que consta de dos
émbolos o pistones de diferentes tamaños y que se utiliza
para multiplicar la fuerza
FN
(I
)
10cm
10cm
FN
(II
)

2. 2
2
1
1
A
F
A
F
=
13. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES.- “Todo cuerpo total o
parcialmente sumergido en un fluido soporta una fuerza
vertical hacia arriba, llamada fuerza de empuje hidrostático
(E) que es igual al peso del líquido desalojado”
Como hay equilibrio
)()( ↓Σ=↑Σ FF
sumliq VgE ..ρ=
Dónde:
Vsum: volumen de la zona sumergida
14. PESO REAL (Wr).- Es el peso registrado cuando el cuerpo se
pesa en el aire (vacío).
15. PESO APARENTE (Wa).- Es el peso registrado cuando el
cuerpo está sumergido en un líquido.
aWrWE −=
ANÉCDOTA HISTÓRICA.
Te has preguntado alguna vez porque los cuerpos
pesan menos dentro del agua que fuera de ella?
Esto mismo se lo preguntó Arquímedes de
Siracusa (c. 287 a. C. – c. 212 a. C.) un matemático
griego, ingeniero, físico y astrónomo. Cuenta la
historia que una corona con forma de corona
triunfal iba a ser fabricada para el rey Hieron II.
Este entrego al joyero una pieza de oro. Debía estar
hecha completamente de oro. Pero este era
desconfiado y quiso averiguar si estaba fabricado
todo de oro o si habían agregado otro metal (según
él, que no fuera digno de su poder) que enturbiase
su corona. Por esto hizo llamar a Arquímedes con
el único fin de comprobar experimentalmente si el
joyero había sido honrado o no. Una noche
mientras seguía pensando cómo podía resolver
algo tan difícil le llegó la hora del baño. Pero al
meterse se percató que el nivel del agua subía y
dedujo que así podría calcular el volumen de la
corona. Arquímedes salió corriendo de la bañera
gritando ¡Eureka!; sin percatarse de que iba sin
ropa. Con ese dato y el de la masa (que ya sabía)
pudo calcular la densidad de la corona. Esta debía
desalojar la misma cantidad de agua que una pieza
de oro que tuviera la misma masa, es decir, debían
de tener la misma densidad. Si la corona no estaba
hecha completamente de oro su densidad seria
menor. Pudo demostrar que el joyero había usado
otros materiales para quedarse con parte del oro,
teniendo la precaución de que la corona al final
pesara lo mismo que la pieza de oro inicial. No se
sabe si en verdad esto pasó realmente pues no
aparece en los trabajos conocidos de Arquímedes y
que pudiera ser el comienzo para el descubrimiento
de su principio.