Hidrostática, Propiedades de fluidos y Presión

La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos. El término también se utiliza como adjetivo para referirse a lo que pertenece o está vinculado a dicha área de la mecánica.




PROPIEDADES DE FLUIDOS

Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. Existen propiedades primarias y propiedades secundarias del fluido.

Propiedades primarias o termodinámicas

Densidad

Presión

Temperatura

Energía interna

Entalpía

Entropía

Calores específicos

Propiedades Secundarias

Caracterizan el comportamiento específico de los fluidos.

Viscosidad

Conductividad térmica

Tensión superficial

Compresión

PRESIÓN

La presión es una magnitud física que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea.

Para calcular la presión utilizamos la formula:

P= N/A

N= Fuerza 

A= Área

P= Presión

Ejemplos

Calcula la presión a una profundidad de 20 metros en el mar sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1,03 kg/L.
Aplicamos la expresión  p = d · g · h, antes de nada debemos pasar la densidad del agua de mar a kg/m³, para
 ello utilizamos factores de conversión:
Por tanto:   p = d · g · h = 1030 · 9,8 · 20 = 201880 Pa

Calcula la fuerza que actúa sobre una chapa cuadrada de 10 cm de lado sumergida en agua a una profundidad de 40 cm. Densidad del agua 1000 kg/m³.
Calculamos la presión a esa profundidad: p = d · g · h = 1000 · 9,8 · 0,4 = 3920 Pa
y ahora despejamos la fuerza de la ecuación de definición de la presión:                   Þ 


Debemos calcular la superficie de la chapa que como es un cuadrado será  0,1 · 0,1 = 0,01 m²
Y ya podemos calcular la fuerza sobre la chapa  F = p · S = 3920 · 0,01 = 39,2 N

Ejercicios
1. ¿Qué fuerza actúa sobre la espalda de un buceador si bucea a 3 m de profundidad en agua dulce y su espalda tiene una superficie de 0,3 m²?
2. Un submarino puede bajar hasta los 2000 m de profundidad en agua dulce, calcula la presión que soporta. ¿A qué profundidad podría bajar si se sumerge en mercurio que tiene una densidad de 13600 g/L?
3. ¿Con qué fuerza hay que tirar para quitar el tapón de una bañera llena de agua hasta los 80 cm si el tapón es circular y de radio 3 cm?







Soluciones:
1.   8820 N
2.   19,6 · 10⁷ Pa; 147 m

3.   22,17 N