Presión Hidrostática en Fluidos: Conceptos y Principios Fundamentales

En ocasiones, el efecto de una fuerza depende, además, del tamaño de la superficie sobre la que actúa. La presión tiene en cuenta dos magnitudes: la fuerza y la superficie. La presión aparece cuando una fuerza actúa sobre la unidad de superficie. Se define presión como la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie (p = F/S). La unidad en el S.I. es el newton por metro cuadrado (N/m²), que recibe el nombre de pascal y cuyo símbolo es Pa (1 Pa = 1 N/1 m²). La presión es una magnitud escalar, ya que actúa con igual valor numérico en todas las direcciones.

Fluidos: Líquidos y Gases

El término fluido incluye tanto a líquidos como a gases, y sus propiedades son:

1. No poseen forma propia.
2. Adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Esto es debido a que las partículas que componen los fluidos tienen libertad de movimiento y, por consiguiente, pueden cambiar de posición.

Estática de Fluidos, Hidrostática y Aerostática

La parte de la física que estudia las propiedades de los fluidos se llama estática de fluidos. Cuando se trata de líquidos, y particularmente el agua, se llama hidrostática; si lo que estudia son los gases, se llama aerostática. La fuerza ejercida por un líquido en equilibrio sobre una superficie cualquiera es siempre perpendicular a esta, y la orientación determina la dirección (d_H2O = 1000 kg/m³).

Presión Hidrostática

La presión hidrostática es la presión que ejerce un líquido por su propio peso. Sus características principales son:

1. La presión en el interior de un líquido actúa en todas las direcciones.
2. La presión es mayor cuanto mayor es la profundidad.
3. La presión es mayor cuanto mayor es la densidad del líquido.
4. La presión no depende de la forma ni de la anchura del recipiente.

La presión hidrostática a cierta profundidad, bajo la superficie libre de un líquido en reposo, es igual al producto de la densidad del líquido por la aceleración de la gravedad y por la profundidad del punto considerado (p = d·g·h).

Paradoja Hidrostática y Vasos Comunicantes

Paradoja hidrostática: Cuando varios recipientes de distintas formas y capacidades, abiertos por su parte superior y comunicados entre sí por su base (vasos comunicantes), se llenan con un determinado líquido, este alcanza en todos la misma altura.

Principio Fundamental de la Hidrostática

Principio fundamental de la hidrostática: La diferencia de presión entre dos puntos cualquiera de un líquido homogéneo en equilibrio es igual al producto de la densidad del líquido por la aceleración de la gravedad y por la diferencia de altura [P_a - P_b = d·g·(H_a - H_b)].

Líquidos no Miscibles Superpuestos

Líquidos no miscibles superpuestos: La altura de los líquidos son inversamente proporcionales a sus respectivas densidades, y dado que las presiones existentes en los puntos de una misma horizontal son iguales (D_a·H_a = D_b·H_b).