Principios de Hidrostática: Conceptos Clave y Aplicaciones
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1. Presión Hidrostática
La presión hidrostática es independiente de la forma del recipiente; depende solo de su altura y la naturaleza del líquido.
2. Sólidos
Los sólidos se caracterizan por tener forma propia, un volumen definido, fuerzas intermoleculares grandes y la dificultad de separar sus moléculas.
3. Relación entre Fuerza y Deformación
La relación entre el poder deformador y la fuerza es que, si la fuerza (F) actúa sobre una mayor superficie, la deformación es pequeña y viceversa.
4. Presión en Recipientes
Se muestran 3 recipientes (trapecio al revés, trapecio normal, rectángulo) que tienen la misma presión en el fondo, si la altura del líquido es la misma.
5. Dirección de la Presión Hidrostática
La presión hidrostática actúa sobre todas las caras del objeto o sobre las caras de las paredes del recipiente, además de forma perpendicular a todas las caras.
6. Fluido en Hidrostática
En la presión hidrostática se debe considerar al líquido como un fluido que tiene un peso al tener una masa que depende de la densidad y una presión.
7. Definición de Presión
Presión en mecánica es la fuerza (F) dividida por la superficie (A) de un fluido perpendicularmente: P = F/A.
8. Medición de la Presión
La presión se mide con un manómetro y un barómetro.
9. Presión en una Piscina
La presión hidrostática en el fondo de una piscina depende de la profundidad de la piscina.
10. Principio de Pascal
El principio de Pascal se observa en la prensa y los frenos hidráulicos.
11. Experimento de Torricelli
Las semiesferas eran unidas por la presión del aire, descubierta y medida por Torricelli, que empujaba hacia adentro.
12. Gas Abundante en la Atmósfera
El gas más abundante en la atmósfera es el Nitrógeno.
13. Fórmula de Presión en Sólidos
La fórmula de presión en los sólidos es P = F/A.
14. Unidad de Presión: Pascal
Un pascal (Pa) corresponde a 1 Newton/metro cuadrado (N/m²).
15. Principio de Pascal (Reiterado)
El principio de Pascal indica que un líquido transmite la presión en todas las direcciones.
16. Densidad Absoluta
La densidad absoluta es la cantidad de masa por unidad de volumen, se denomina con la letra griega (ρ, rho). En el Sistema Internacional (SI) se mide en kg/m³. Cuando es un fluido homogéneo, ρ = m/V.
17. Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes dice que todo cuerpo sólido sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen del fluido desalojado.
18. Peso Específico
El peso específico corresponde a mg/V, donde m es la masa, g es la aceleración de la gravedad y V es el volumen.
19. Definición de Densidad
La densidad se define como m/V.
20. Vasos Comunicantes
En los vasos comunicantes ocurre que cuando recipientes de diferentes formas están conectados entre sí, el líquido que los llena alcanza el mismo nivel en todos ellos.
21. Presión Atmosférica
La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie terrestre.
22. Hidrostática
El área de la física que estudia los fluidos en reposo o equilibrio se llama hidrostática.
23. Presión en un Recipiente Cilíndrico
La presión en el fondo de un recipiente cilíndrico que contiene un líquido es P = ρgh, donde ρ es la densidad del líquido, g es la aceleración de la gravedad y h es la altura del líquido.
24. Fluidos
Los fluidos son aquellos cuerpos que se encuentran en estado líquido o gaseoso y que se adaptan a su recipiente.
25. Ejemplos Numéricos
- La presión que ejerce sobre el suelo es 5292 Pa.
- La fuerza aplicada en el émbolo más pequeño es 588 N.
- El peso del libro (No Aplica).
- El mercurio del recipiente no se derramó porque la presión (P) que ejerce el Hg en el interior del tubo se equilibra con la presión que ejerce el aire sobre el Hg en el recipiente.
- Se encuentra sumergido a 50.43 m de profundidad.