Presión

Ahora veamos otro concepto importante en el estudio de los fluidos: la presión.

Echa un vistazo a esta tira cómica:

Por que uno se hunde y el otro no?

Por mucho que los dos hombres tengan el mismo peso, el peso del segundo está distribuido en un área mayor que la del primero. Entonces ejerce menos presión y no se hunde!

¿Al fin y al cabo, que es la presión? Es la razón de la fuerza sobre el área

\(p=\frac{F}{A}\)

Lo entendiste? Basta con darse cuenta de que el área y la presión son inversamente proporcionales a una misma fuerza.

Unidad

Pero,...cuál es la unidad de la presión en el Sistema Internacional?

La fuerza se mide en Newton, el área en \(m^{2}\), entonces:

\(p \rightarrow\left[N / m^{2}\right]\)

Esta unidad lleva el nombre de Pascal:

\(\left[N / m^{2}\right]=[P a]\)

Hay otras unidades de presión que pueden aparecer en los ejercicios, pero en general la conversión a Pascal será dada.

Por ejemplo, el peso que la atmósfera de la Tierra ejerce sobre su superficie genera una presión llamada presión atmosférica, que su valor es conocido como 1 atm, donde:

\(1 { atm }=1,01 \times 10^{5}{Pa}\)

Diferencia de Presión y Fuerza

Por qué el refresco sube cuando sorbes la pajilla?

Ten en cuenta que el refresco está sujeto a la presión atmosférica, así como todo lo que está en la superficie de la Tierra.

Cuando sorbes, estás creando una región de baja presión dentro de tu boca \(\left(P_{b o c a}<P_{a t m}\right)\).

Tanto la presión atmosférica como la presión baja de la boca generarán fuerzas en el líquido. La diferencia de presión generará una fuerza resultante:

\(F_{{resultante}}=\Delta P \bullet A\)

Donde \(\Delta P=P_{a t m}-P_{b o c a}\); y

A es el área de la sección recta de la pajilla.

Si la fuerza resultante es mayor que el peso del refresco, va para arriba.

En general, las diferencias de presión generan fuerzas!

Fuerzas Tangenciales y Normales 

Las fuerzas que actúan sobre un material pueden dividirse en dos componentes:

• Fuerzas tangenciales: Son las fuerzas que actúan paralelamente a la superficie. Son llamadas fuerzas de cizallamiento

• Fuerzas Normales: Son las fuerzas que se aplican en la dirección perpendicular a la superficie. Ellas comprimen al material y son ellas las que generan presión.

La presión en este bloque es;

\(p=\frac{F_{{Normal}}}{A}=\frac{F {sen} \theta}{A}\)

Ah, pero si la fuerza no es constante a lo largo de toda el área de contacto?

Vamos a tener que apelar al cálculo y utilizar la forma diferencial

\(p=\frac{d F_{N o r m a l}}{d S}\)

Donde \(d S\) es un pedacito infinitesimal de área del objeto y \(d F_{{Normal}}\) la fuerza normal que actúa en él.

Pero quédate tranquilo, este tipo situación aparece muy rara vez. En la mayoría de las veces, sólo usamos la expresión:

\(p=\frac{F_{N o r m a l}}{A}\)

¡Genial! Eso es todo lo que necesitas saber antes de empezar a estudiar estática de fluidos

¿Fuiste a hacer los ejercicios?