HIDROSTATICA

DefiniciónCuando hablamos de hidrostática nos

referimos al estudio de los fluidos en reposo. Incluyendo los líquidos y los gases.

¿Qué es un fluido? Un fluido es una sustancia que puede escurrir fácilmente y puede cambiar de forma debido a la acción de pequeñas fuerzas.

Principio de Pascal

Prensa Hidráulica

Principio de Arquímides

PRINCIPIOS DE LA HIDROSTATICA

CONOCIMIENTOS INDISPENSABLES DE

LA HIDROSTATICA

Presión

Densidad o Masa

Especifica

Peso Específico

Teorema Fundamental

Densidad o Masa EspecificaSe le denomina así a aquella magnitud física de

tipo escalar, que nos indica la masa de un cuerpo contenida en cada unidad de volumen. Su valor por tanto es propio de cada sustancia y se obtiene por medio de:

: Densidad de la sustancia, Kg/m 3

m: masa de la sustancia, KgV: volumen de la sustancia, m 3

m V ρkg m3 Kg/m3

Densidades(a 0◦ C y a la presion de 1 atmosfera)Sustancia ρ (gramo /

cm3)2,7Sustancia ρ (gramo /

cm3)

Hidrogeno 0,000090 Hierro 7,6

Aire 0,0013 Cobre 8,9

Gasolina 0,70 Plata 10,5

Hielo 0,92 Plomo 11,3

Agua 1 Mercurio 13,6

Agua de mar 1,03 Oro 19,3

Aluminio 1,25 Platino 21,4

Problemas ResueltosUn bloque de 31 kg ocupa un volumen de 5 m

3. Calcula la densidad de dicho bloque.

Un cuerpo que ocupa 20 cm 3 posee una masa igual a 210 gramo ¿Calcular la densidad del cuerpo? Dar como respuesta el material del cual esta hecho el cuerpo.

ρ = 31 kg Esto es igual 6,5 kg/m 3

5 m 3

ρ = 210 g Esto es igual 10,5 gramo / cm 3, el material es de plata. 20 cm 3

Peso EspecíficoSe le designa con este nombre a aquella

magnitud física escalar que nos indica el peso de un cuerpo en cada unidad de volumen. El valor es propio para cada sustancia y se obtiene:

W: es el peso.g: aceleración de la gravedad: m/s 2.

W V γN m3 N/m3

Problemas ResueltosCalcular el peso especifico del aire.

Calcular el peso especifico de un objeto de 5 kg y 5 m 3.

Calcular el peso especifico del agua.

γ = 1,3 km / m 3 * 10 m / sγ = 13 N / m 3

γ = 50N La respuesta es 10 N / m 3 5 m 3

γ = 10 3 k / m 3 . 10 m / s La respuesta es 10 4

PresiónEn mecánica, es la fuerza por unidad de

superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

La presión suele medirse en atmósferas; en el Sistema Internacional de unidades, la

presión se expresa en newton por metro cuadrado; un Newton por metro cuadrado es un pascal.

Formulas

P: presión ejercida sobre la superficie, N/m 2.

F: fuerza perpendicular a la superficie, N.A: área de la superficie donde se aplica la

fuerza, m 2.

Fuerza Área Presión

N m2 N/m2

Problemas Resueltos

Sobre una superficie de 4m2 se aplica una fuerza distribuida cuya resultante es de 600N. ¿Qué presión media se ejerce sobre dicha superficie?

Calcular la presión que produce 124N sobre un

área de 4m 2.

P = 600N La respuesta es 150 Pa 4m 2

P = 124N La respuesta es 31 Pa 4m 2

Teorema FundamentalCuando dos puntos están dentro de un liquido en

reposo. La diferencia de presión entre dos puntos de un mismo líquido es igual al producto del peso específico del líquido por la diferencia de niveles.

Vasos ComunicantesEs el conjunto de recipientes unidos entre si ,

donde el liquido alcanzara el mismo nivel en todos los recipientes.

P2 - P1 = ρL . g (h2 - h1)

P1=P2=P3=P4

P1 P2 P3 P4

P1

P2

Principio de PascalAfirma que la presión aplicada sobre el fluido

contenido en un recipiente se transmite por igual en todas las direcciones y a todas partes del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias del peso debido al peso del fluido.

El principio de Pascal se aplica en la hidrostática para reducir las fuerzas que aplicarse en determinados casos.

Principio de ArquímidesTodo cuerpo sumergido en un líquido, recibe

un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del líquido desalojado.

ρL: densidad del liquido.Vs: Volumen desalojado.g: aceleración de la gravedad.γ : peso específico del fluido, N/m 3

E = γ . V

E = ρL . g . Vs

E

El principio de Arquimides también nos afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

El principio de Arquimides consta de dos partes como se muestra en la figura:

1. Estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo solido de la misma forma y dimensiones.

Prensa HidráulicaEs un dispositivo que consta de dos pistones

de diferente tamaño que se utiliza para multiplicar la fuerza.

F1 = F2

A1 A2

Elevador Hidráulico

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