Fluidos, presión, densidad, hidrostática

1. FLUIDOS
Prof. Nicole Norambuena A.
Física
01 de septiembre de 2017

2. OBJETIVOS
Al término de la unidad podremos:
1. Caracterizar y analizar el concepto de
presión.
2. Analizar los vasos comunicantes.
3. Analizar y comprender el principio de
Pascal.

3. PRESIÓN
 Fuerza perpendicular que se ejerce por
unidad de área.
Presión = fuerza perpendicular
Área
Sus unidades
Sistema Internacional: Pascal = N/m²
CGS: baria = dina/cm²

4. EJERCICIO Nº 1
Si la masa de una caja cuadrada es 12 kg y la presión
que ésta ejerce sobre la superficie de una mesa son 120
Pascales, ¿cuál es el área de un lado de la caja?
(considere g = 10 (m/s²) )
A) 10 (m²)
B) 100 (m²)
C) 12 (m²)
D) 120 (m²)
E) 1 (m²)
E
Aplicación

5. PRESIÓN ATMOSFÉRICA (Po)
 Presión que ejerce el aire que forma la atmósfera sobre
todos los cuerpos y la superficie.
Po = Peso columna de aire = m·g = Densidad·Vol· g
Área Área Área
Finalmente, se tiene
Parámetros que depende la presión
atmosférica.
D= Densidad del aire.
h = Altura de la columna de aire.
g = Aceleración de gravedad.
Po = D·h·g

6. UNIDADES DE (Po)
 Sistema Internacional: 1 (atm) = 101.300 (Pascales)
 CGS: 1 (atm) =1.013.000 (barias)
Medidas a nivel del mar.
RELACIÓN ENTRE ALGUNAS UNIDADES DE
PRESIÓN
1 (atm) = 760(torr)
 1 (atm) =76 (cm Hg)
 1 (mm Hg) = 133 Pascales
 1 Pascal = 10 barias
1 milibar = 0,76 (mm) de mercurio.

7. Presión ejercida por un líquido
 Esta presión se debe al peso de una
columna de líquido sobre una
determinada superficie.
A cierta profundidad, un líquido ejerce
la misma presión contra cualquier
superficie.
Presión debida al líquido = D·h·g =  · h
D= Densidad del líquido.
h = Profundidad.
g = Aceleración de gravedad.
 = Peso específico.

8. BARÓMETRO
Es el instrumento
que permite medir
la presión
atmosférica.

9. BARÓMETRO DE TORRICELLI
Consiste en un tubo de vidrio, de
longitud superior a 76 cm y
cerrado por un extremo, que se
llena de mercurio y se invierte
sobre un recipiente también con
mercurio. El mercurio del tubo
desciende hasta una altura
aproximada de 76 cm.

10. Ecuación fundamental de la hidrostátic
 Para un cuerpo que está sumergido a una profundidad h,
se tiene la siguiente ecuación para la presión.
Presión = Presión atmosférica + D· g · h
Donde
D= Densidad del fluido.
h = Profundidad.
g = Aceleración de gravedad.

11. Presión sobre el nivel del mar
 Para un cuerpo que está sobre el nivel del mar, a una
altura h, se tiene la siguiente ecuación para la presión
Donde
D= Densidad del aire.
h = Altura donde se quiere medir la presión.
g = Aceleración de gravedad.
Presión = Presión atmosférica - D· g · h

12. EJERCICIO Nº 2
Una piscina de 10 [m] de profundidad se encuentra llena de
agua. ¿Cuál es la presión, en el fondo, debido únicamente al
peso del agua?
A) 300 (kPa)
B) 150 (kPa)
C) 600 (kPa)
D) 200 (kPa)
E) 100 (kPa)
E
Aplicación

13. EJERCICIO Nº 3
Para la pregunta anterior. Si sabemos que la presión atmosférica
local vale Po = 76 [cm Hg], ¿cuál es la presión total en el
fondo de la piscina?
A) 76 (kPa)
B) 176 (kPa)
C) 201 (kPa)
D) 200 (kPa)
E) 101 (kPa)
C
Aplicación

14. VASOS COMUNICANTES
 Instrumento compuesto
por varios depósitos
comunicados en su parte
inferior por una base
común. Si se vierte un
líquido en su interior,
alcanza la misma altura en
cada uno. Simultáneamente,
a la misma profundidad, el
líquido registra igual presión.

15. EJERCICIO Nº 4
Supón que en cierta obra los albañiles unieron dos
mangueras de distinto diámetro para nivelar los azulejos.
Al tener las mangueras diámetros diferentes
A) no se puede realizar la medición.
B) en la manguera de mayor diámetro, el agua alcanza
mayor altura.
C) no afecta en los niveles de agua, luego alcanzan la
misma altura.
D) en la manguera de menor diámetro, el agua alcanza
mayor altura.
E) la nivelación es inexacta.
C
Comprensión

16. VASOS COMUNICANTES CON
LÍQUIDOS DIFERENTES
 Con líquidos diferentes, las
alturas de los niveles son
inversamente proporcionales a
los pesos específicos. A mayor
peso específico, menor altura
y viceversa.
h1 = 2
h2 1
Donde
h1 y h2 alturas respectivas.
1 y 2 pesos específicos respectivos.



17. PRINCIPIO DE PASCAL
 La presión que se ejerce sobre
un punto de un fluido, se
transmite íntegramente y con
la misma intensidad en todas
direcciones.

18. ALGUNAS APLICACIONES DEL
PRINCIPIO DE PASCAL
 Entre las aplicaciones, tenemos: los
frenos hidráulicos, elevadores
hidráulicos, la prensa hidráulica.
Esta última se puede utilizar como
un verdadero multiplicador de
fuerza.
 Por igualdad de presiones se tiene
F1 = A1
F2 A2
Donde
F1 y F2 fuerzas respectivas.
A1 y A2 Áreas respectivas.

19. SÍNTESIS DE LA CLASE
Barómetro
Los fluidos
Se clasifican en
Líquidos
Gases
Pueden
ejercer
Presión
Cumpliendo el
Principio de
Pascal
La atmosférica
se puede medir
con

20. ¿QUÉ APRENDÍ?
 El concepto de presión, presión atmosférica
y presión ejercida por un fluido.
 Comprensión y análisis del principio de
Pascal y los vasos comunicantes.
 A resolver ejercicios de presión y vasos
comunicantes.

21. BIBLIOGRAFÍA
 Libro de Ciencias /Plan Electivo/ Física/
Capítulo Nº 2. pp. 38 - 51.