Presión hidrostática

Presión hidrostática

Sabemos que la materia en todos los estados ejerce presión. Los líquidos y los gases ejercen la misma presión en todos los lados de un recipiente. La fuerza normal ejercida por un líquido por unidad de área de la superficie en contacto se llama presión hidrostática o presión del líquido. En este artículo, analicemos la presión hidrostática en detalle.

¿Qué es la presión hidrostática?

La presión hidrostática se define como

“La presión ejercida por un fluido en equilibrio en cualquier momento debido a la fuerza de gravedad”.

La presión hidrostática es proporcional a la profundidad medida desde la superficie a medida que el peso del fluido aumenta cuando se aplica una fuerza hacia abajo.

La presión del fluido puede ser causada por la gravedad, la aceleración o las fuerzas cuando está en un recipiente cerrado. Considere una capa de agua desde la parte superior de la botella. Está la presión que ejerce la capa de agua que actúa sobre los lados de la botella. A medida que bajamos desde la parte superior de la botella hacia el fondo, la presión ejercida por la capa superior sobre la inferior se suma. Este fenómeno es responsable de una mayor presión en el fondo del recipiente.

Presion hidrostatica

Fórmula de presión hidrostática

La siguiente es la fórmula utilizada para calcular la presión hidrostática:

presión hidrostática

dónde,

  • p es la presión que ejerce el líquido en Nm -2 o Pa
  • ρ es la densidad del líquido en kg.m -3 , slugs.ft -3
  • g es la aceleración debida a la gravedad tomada como 9,81 ms -2
  • h es la altura de la columna de fluido en m

Interesados ​​en conocer más sobre otros temas, a continuación se encuentran los enlaces:

  • La ley de Pascal y su aplicación.
  • principio de Arquimedes

Presión hidrostática versus profundidad del agua

A continuación se muestra la tabla que explica cómo cambia el valor de la profundidad del agua con la presión:

Profundidad del agua Presión 
pie metro Pensilvania bar
1 0,30 2943 0,03
5 1,52 14911.2 0,15
10 3.05 29920.5 0,30
15 4.57 44831.7 0,45

Derivación de presión hidrostática

Considere una columna de agua con el volumen total V y A como superficie base.

El peso del agua es:

W = mg

Sabemos que la masa de agua es simplemente la densidad del agua multiplicada por el volumen X. Por lo tanto,

W = ρVg

El volumen es el producto del área de superficie y la altura. Por lo tanto,

V = Ah

W =ρAhg

Problemas resueltos sobre presión hidrostática

P1. ¿Cuál es la presión que actúa sobre el agua a una profundidad de 1 m a 4°C?

Respuesta:  La profundidad de la columna de agua = 1 m.

La densidad del agua a 4°C = 1000 kg/m 3

La fórmula utilizada es: p = ρgh

= (1000 kg/m 3 )(9,81 ms -2 )(1 m)

= 9810Pa.

P2. ¿Cuál es la presión que actúa sobre el agua a una profundidad de 3 pies a 32°F?

Respuesta:  La profundidad de la columna de agua = 3 pies

La densidad del agua a 32°F = 1.940 slugs.ft -3

La fórmula utilizada es: p = ρgh

= (1.940 slugs.ft -3 )(32.17405ft.s -2 )(3ft)

= 187,3 lb.pie -2 .

Preguntas frecuentes – Preguntas frecuentes

Q1

¿Cuál es la fórmula de la presión hidrostática?

p = ρgh

Q2

¿Qué es la presión hidrostática?

La presión ejercida por un fluido en equilibrio en cualquier momento se debe a la fuerza de gravedad.

Q3

Cuando se aplica una fuerza hacia abajo, ¿qué sucede con el peso del fluido?

El peso del líquido aumenta.

Q4

¿Qué es la presión del fluido?

La presión en un punto dentro de un fluido que surge debido al peso del fluido se conoce como presión del fluido.
Q5

¿Cómo se representa la densidad del fluido?

La densidad del fluido se representa como ρ.

Otra información que encontraras en la Web:

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