Conceptos Fundamentales de Fuerza, Presión y Principios Hidrostáticos

Fuerza y Presión

¿Qué es la fuerza?

En física, definimos como fuerza a la acción que realiza un cuerpo para levantar, empujar o arrastrar a otro.

¿Qué es el peso?

El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae.

¿Cómo se mide la fuerza?

Si del extremo de un resorte colgamos un peso, el resorte se estira. Se construye un instrumento a escala para medir esta fuerza, llamado dinamómetro.

Características de una fuerza

• Punto de aplicación
• Dirección
• Sentido
• Medida o intensidad

Magnitudes escalares y vectoriales

• Magnitudes escalares: Son aquellas cuyas cantidades quedan perfectamente determinadas al indicar la medida y la unidad (ej. longitud, superficie y volumen).
• Magnitudes vectoriales: Son aquellas que exigen que, de cada cantidad, se señalen otras características (punto de aplicación, dirección y sentido).

Representación de una fuerza

Una fuerza se representa mediante una flecha: el origen es el punto de aplicación, la recta determina la dirección y la punta indica el sentido.

Presión

La presión ejercida por una fuerza sobre una superficie es el cociente entre la fuerza y dicha superficie (p = F/S). Ejemplo: p = 20 kg / 10 cm² = 2 kg/cm².

Efectos de la presión

En la arena mojada, los tacos de una mujer se hunden más que los de un hombre, ya que la superficie de apoyo femenina es menor, aumentando la presión resultante.

Principio de Pascal

Un líquido transmite la presión que se ejerce sobre él en todas direcciones. Un ejemplo es la prensa hidráulica, donde la propiedad de los líquidos permite multiplicar o reducir una fuerza.

Nota: Lo que se gana en fuerza, se pierde en recorrido.

Presión Hidrostática

La presión en el interior de un líquido se debe al peso de las capas superiores. Como el líquido está en reposo, existe una presión de abajo hacia arriba igual a la ejercida hacia abajo.

Superficies de igual presión

La presión depende de la profundidad; todos los puntos de un mismo plano horizontal soportan la misma presión.

Principio de Arquímedes

Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe una fuerza de abajo hacia arriba llamada empuje. Este empuje es igual al peso del líquido desalojado.

Flotabilidad

• Si el empuje es mayor que el peso, el cuerpo flota.
• Si es igual, queda en equilibrio entre dos aguas.
• Si es menor, el cuerpo se hunde.

Peso específico

El peso específico (Q) es el cociente entre el peso y el volumen de un cuerpo.