Conceptos Clave de la Hidrostática: Principios y Aplicaciones Fundamentales

Teorema Fundamental de la Hidrostática

El Teorema Fundamental de la Hidrostática establece que: "La diferencia de presión entre dos puntos de una masa líquida es igual al producto del peso específico del líquido y la diferencia de profundidades a las que se encuentran dichos puntos."

Principio de Pascal

El Principio de Pascal enuncia que: "La presión ejercida en un punto de una masa líquida se transmite con igual intensidad y hacia todas las direcciones de la misma."

Vasos Comunicantes

El sistema de Vasos Comunicantes consiste en un conjunto de recipientes que se comunican por su parte inferior y que poseen diferentes formas, tamaños y dimensiones. Tienen la propiedad común de que, si se coloca un líquido, siempre alcanzará la misma altura o el mismo nivel en todos ellos, independientemente de su forma o tamaño.

Prensa Hidráulica

La Prensa Hidráulica consiste en un sistema de dimensiones cilíndricas que consta de dos émbolos y contiene un líquido. La presión transmitida de un émbolo al otro es constante por el Principio de Pascal, y aplicando este principio, se obtiene la fórmula correspondiente que permite calcular fuerzas desconocidas o las dimensiones de la prensa.

Principio de Arquímedes

El Principio de Arquímedes afirma que: "Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe una fuerza denominada empuje, de dirección vertical y sentido hacia arriba, que representa el peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo." Esta fuerza es calculable como el producto del peso específico del líquido y el volumen del cuerpo sumergido.

Tubos en U

El Tubo en U consiste en un recipiente de vidrio resistente con dos ramas en forma de U, que se utiliza para determinar el peso específico de un líquido desconocido en función del de otro líquido conocido. Para ello, se deben considerar iguales cantidades de estos dos líquidos y la condición que deben cumplir es que sean no miscibles. Se aplica el Principio de Pascal y el Teorema Fundamental de la Hidrostática. Al medir las longitudes o alturas de las columnas alcanzadas por ambos líquidos, y considerando como referencia la interfase, al conocer el peso específico de uno de ellos, podemos despejar matemáticamente para calcular el peso específico del otro líquido desconocido.

Definición de Hidrostática

La Hidrostática es la parte de la física que estudia el equilibrio de los líquidos. Los líquidos, junto a los gases, tienen la propiedad de fluir, de ahí que comúnmente se los designe como fluidos.

Peso Específico

Se denomina peso específico de un cuerpo o sustancia al cociente entre su peso y el volumen que ocupa.

Densidad

Se denomina densidad de un cuerpo o sustancia al cociente entre su masa y el volumen que ocupa.

Peso, Masa y sus Magnitudes

El peso es una fuerza y, por lo tanto, una magnitud vectorial; de ahí que el peso específico también sea una magnitud vectorial. En cambio, la masa es una magnitud escalar y, por lo tanto, la densidad también lo es.