Este documento resume los principios básicos de las fuerzas en los fluidos. Explica que la presión es la fuerza por unidad de área, y que la presión aumenta con la profundidad en un fluido estacionario. También describe el principio de Pascal, que establece que la presión se transmite en todas direcciones, y el principio de Arquímedes, que establece que la fuerza de empuje en un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado.

1. UNIDAD DIDÁCTICA 3:
FUERZAS EN LOS FLUIDOS

2. 1. CONCEPTO DE PRESIÓN
• Es una magnitud escalar que mide el
efecto que ejerce una fuerza sobre la
superficie que actúa.
• Se define como el cociente entre la
fuerza aplicada (F) y la superficie sobre
la que actúa(S).
p = F/S

3. La presión se mide en pascales (pa) en
el S.I.
1 pa = 1N/m2
otras unidades son: atm, mmHg
1 atm = 101 325 pa = 760 mmHg

4. Una misma fuerza puede dar lugar a una
presión mayor o menor dependiendo del
área sobre la que actúe.

5. Los esquiadores utilizan los esquís para no
hundirse en la nieve

6. 2. FUERZAS QUE EJERCEN LOS
FLUIDOS EN EQUILIBRIO
Un líquido ejerce
fuerzas
perpendiculares
sobre las superficies
que están en
contacto con él.

7. 3. PRESIÓN EN EL INTERIOR DE UN
LÍQUIDO
Fuerza = peso del líquido
F = m •g = ρ •V • g
Presión= Fuerza/Superficie
P = ρ •V • g/S
Presión
hidrostática
p = ρ • g • h

8. La presión hidrostática en un punto del
líquido depende de la profundidad, a
mayor profundidad mayor presión.

9. 4. PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA
HIDROSTÁTICA
pA = ρ• g •hA
pB = ρ•g • hB

10. La diferencia de presión entre los dos
puntos es igual a :
“La diferencia de presión entre dos
puntos de un líquido en equilibrio es igual
al producto de la densidad por la
gravedad y por la diferencia de altura.”
pA - pB = ρ• g • (hA – hB )

11. “Paradoja hidrostática”
Aunque cada uno
de estos tres
recipientes
contiene distinta
cantidad de
líquido, el fondo
de todos ellos
soporta la misma
presión.pA = pB = pC

12. 5. VASOS COMUNICANTES
Líquidos no miscibles
pA = pB
ρA • g• hA = ρB •g • h
hA /hB = ρB/ρA

13. 6. PRINCIPIO DE PASCAL
• Es una consecuencia del
principio fundamental de
la hidrostática.
• “La presión ejercida en
un punto de un líquido,
considerado
incompresible, se
trasmite por igual en
todas las direcciones”

14. Aplicaciones
Prensa hidráulica
p1 = p2
F1/S1 = F2/S2
F2 = F1 • S2/S1
“Se produce un
efecto
multiplicador de la
fuerza proporcional
a S2/S1.”

15. Elevador hidráulico

16. Frenos hidráulicos

17. 7. PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
• En una porción de
fluido considerada las
fuerzas horizontales
debidas a la presión de
las restantes partes
de fluido aumentan
con la profundidad.
• Pero las fuerzas en
cada nivel quedan
compensadas unas con
otras.

18. • Las fuerzas verticales debidas, a la
presión hidrostática sobre las dos bases
del cubo, no se compensan, ya que es
mayor en la base inferior que en la
superior.

19. El resultado es una fuerza de empuje, E,
hacia arriba debida a la diferencia de
presiones en las bases, cuyo valor es:
E = F2- F1

20. El principio de Arquímedes establece que:
“ Todo cuerpo sumergido en un
fluido experimenta un empuje
vertical hacia arriba igual al peso
del fluido desalojado.”

21. E = peso de líquido desalojado = mlíquido•g
El empuje se mide en Newton en el S.I. ya que
es una fuerza.
E = ρf • g• Vd

22. Se define el peso aparente, Pa, de un
sólido sumergido en un fluido como el
peso(P) menos el empuje (E):
Pa = P – E

23. FLOTABILIDAD DE LOS CUERPOS
∑F = m •a (Principio fundamental de la dinámica)
P – E = m • a
ρS •g • Vsumergido – ρf •g • Vdesalojado = ρS•Vs• a
Vsumergido = Vdesalojado = V
ρS •g • V – ρf •g • V = ρS•V• a
a = (ρS – ρf ) •g/ ρS

24. • Se hunde
a > 0 P> E ρs> ρf
• Asciende
a < 0 P< E ρs< ρf
• Equilibrio
a = 0 P = E ρs= ρf