Qué es la presión hidrostática — Presión de los fluidos y profundidad

Qué es la presión hidrostática–Presión de los fluidos y profundidad

El aire que nos rodea a nivel del mar nos presiona a ~14,7 libras por pulgada cuadrada. No sentimos esta presión ya que los fluidos de nuestro cuerpo empujan hacia afuera con la misma fuerza. Pero si nadamos hacia abajo en el océano sólo unos pocos pies y usted comenzará a notar un cambio. Empezará a sentir un aumento de la presión en sus tímpanos. Esto se debe al aumento de la presión hidrostática, que es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido sobre un objeto. Cuanto más profundo te sumerjas en el mar, mayor será la presión que te empuje. Por cada 33 pies (10,06 metros) que descienda, la presión aumenta en 14,5 psi (1 bar).

La presión hidrostática es la presión que ejerce un fluido en equilibrio en un punto determinado del mismo, debido a la fuerza de la gravedad. La presión hidrostática aumenta en proporción a la profundidad medida desde la superficie debido al peso creciente del fluido que ejerce una fuerza descendente desde arriba.

Si un fluido está dentro de un recipiente, entonces se puede medir la profundidad de un objeto colocado en ese fluido. Cuanto más profundo sea el objeto colocado en el fluido, más presión experimentará. Esto se debe a que el peso del fluido está por encima de él. Cuanto más denso sea el fluido que está por encima, más presión se ejerce sobre el objeto que está sumergido, debido al peso del fluido.

Deduzcamos la fórmula de la Presión sobre un objeto sumergido en un fluido:

De, qué es la presión: Presión = Fuerza/Área

De, lo que es la Fuerza: Fuerza = masa x aceleración = m x g (aceleración en gravedad)

Entonces: Presión = F/A = mg/A

De Qué es la Densidad: Densidad = Masa/Volumen ; Masa= Densidad x Volumen

Ahora tenemos Presión = (densidad x volumen x aceleración)/área.

La presión debida únicamente al líquido (es decir. la presión manométrica) a una profundidad determinada sólo depende de la densidad del líquido, de la aceleración de la gravedad y de la distancia por debajo de la superficie del líquido.

La presión estática del fluido a una profundidad determinada no depende de la masa total, de la superficie o de la geometría del recipiente.

P = r * g * h

Presión = (densidad del líquido) x (aceleración gravedad) x (altura)
Ver más lecturas avanzadas sobre la presión estática de los fluidos del Departamento de Física de la Universidad Estatal de Georgia.

Si el recipiente está abierto a la atmósfera por encima, la presión atmosférica añadida debe ser añadida si se quiere encontrar la presión total sobre un objeto. La presión a una profundidad determinada en un líquido estático es el resultado del peso del líquido que actúa sobre una unidad de superficie a esa profundidad más cualquier presión que actúe sobre la superficie del líquido.

Total = Patmosfera + Pfluido

Total = Patmosfera + ( r * g * h )

Ejemplo:
Hallar la presión sobre un buceador que se encuentra a 10 metros bajo la superficie del océano. Suponga condiciones atmosféricas estándar. Utilice la densidad del agua de mar = 1,03 X 103 kg/m3 y la presión atmosférica de 1,01 x 105 N/m 2.

Solución:

Fluido = r g h = (1,03 x10 3 kg/m3) (9,8 m/s2) (10 m) = 1,09 x 105 N/m 2.
Total = Patmósfera + Fluido = (1,01 x 105) + (1,09 x 105) Pa = 2,10 x 105 Pa ( Pascales)