Conceptos Fundamentales de Fluidos: Presión, Pascal y Arquímedes Explicados

Densidad

Es la cantidad de materia que posee una sustancia; por lo tanto, depende de la masa y el volumen.

Masa

Cantidad de partículas que posee un cuerpo.

Volumen

Está dado por tres dimensiones: alto, ancho y largo.

Fuerza

Acción que produce movimiento o deformaciones.

Superficie

Es un producto entre el ancho y el largo, y depende de la figura geométrica, que puede ser circular, rectangular o cuadrada.

Presión

Fuerza aplicada en una superficie de contacto. A menor superficie de contacto, mayor presión.

Principio de Pascal

Si se aplica una presión externa a un fluido confinado, la presión en todo punto del fluido aumenta por dicha cantidad. Un ejemplo es el émbolo.

Aplicaciones del Principio de Pascal

La Prensa Hidráulica

Al transmitir presiones, pueden multiplicar las fuerzas, aumentando el área sobre la cual se ejerce.

Freno Hidráulico

Con pequeñas fuerzas se logra detener un vehículo muy pesado. Este aumento de presión ocurre a través del líquido de freno.

Fluidos en Sistemas Hidráulicos (ej. Grasa Hidráulica)

Los fluidos utilizados en sistemas hidráulicos, a veces referidos como "grasa hidráulica" en contextos específicos, son poco compresibles. Cuando están en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables, la presión se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

Sistema Hidráulico

Un sistema hidráulico es aquel por donde fluyen líquidos. Puede variar desde un sistema natural como un río hasta un complejo sistema de bomba y pistón, donde mangueras transportan aceite a gran presión.

Principio de Arquímedes

Se afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido desalojado.

Ejemplos del Principio de Arquímedes

• Los Barcos: Tienen un fondo bien amplio y su densidad promedio es menor o igual a la del agua, lo que les permite flotar.
• Submarinos: Poseen grandes depósitos que se llenan de agua para sumergirse. Cuando vuelven a la superficie, estos depósitos se llenan de aire, disminuyendo su densidad total.
• Los Globos Aerostáticos: Flotan porque el aire caliente en su interior es menos denso que el aire frío exterior, generando un empuje ascensional.
• Los Seres Vivos: Por ejemplo, los peces regulan su densidad promedio expandiendo o contrayendo su vejiga natatoria (bolsa de aire).
• Los Cocodrilos: Tragan piedras que almacenan en su estómago. Esto aumenta su densidad promedio, permitiéndoles nadar sumergidos y mantener solamente sus ojos y fosas nasales fuera del agua.