Fundamentos de Hidrostática: Conceptos y Principios Esenciales
Fundamentos de la Hidrostática
La hidrostática es el estudio de los fluidos en reposo. Un fluido es una sustancia que puede escurrir fácilmente y cambiar de forma debido a la acción de pequeñas fuerzas; por lo tanto, el término fluido incluye tanto a los líquidos como a los gases.
Estados de la Materia
- Sólidos: Tienen forma y volumen definidos.
- Líquidos: Tienen volumen definido y adoptan la forma del recipiente que ocupan.
- Gaseosos: No tienen forma ni volumen determinados; adoptan la forma del recipiente que los contiene y ocupan todo el lugar disponible.
Conceptos Fundamentales
- Presión: Magnitud escalar cuya medida se obtiene efectuando el cociente entre la medida del módulo de la fuerza normal aplicada a la superficie y el área de la misma.
- Densidad: Se designa con la letra griega ρ (rho). Es una magnitud escalar que se obtiene efectuando el cociente entre la masa de un cuerpo y su volumen. La densidad es una propiedad intensiva de los materiales, es decir, depende de la clase de sustancia y de la temperatura.
- Peso específico: Es una magnitud escalar que se obtiene efectuando el cociente entre la medida del peso de un cuerpo y el volumen del mismo. Para un mismo lugar del planeta, depende de la aceleración de la gravedad y de la temperatura.
- Presión hidrostática: Es la presión que ejercen los líquidos cuando están en reposo. Depende del peso específico del líquido, de la profundidad y de presiones adicionales que pudieran estar actuando.
Principios y Teoremas
- Principio de Pascal: La presión ejercida en un líquido en equilibrio se transmite a todos los puntos del mismo con igual intensidad.
- Teorema fundamental de la hidrostática: La medida de la diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera pertenecientes a dos superficies de nivel de una misma masa líquida es igual al producto de la medida del peso específico del líquido por la medida de la distancia que los separa.
- Vasos comunicantes: Conjunto de recipientes comunicados por su parte inferior que contienen un líquido homogéneo.
- Prensa hidráulica: Es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores.
- Principio de Arquímedes: 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 que desaloja.
