Presión ejercida por un
líquido
Presión ejercida por un líquido
Presión. Es la fuerza
aplicada sobre el área unitaria. Se define por:
P= F/A
Donde:
p-->Es
la presión.
La
unidad en el sistema MKS (metro, kilogramo y segundo) es el N / m2 que se llama Pascal (Pa).
F-->Es la fuerza.
A-->Es el área perpendicular a
dicha fuerza.
Un
líquido ejerce una fuerza hacia abajo, debido a su peso. Como las moléculas no
se pueden fácilmente comprimir y fluyen fácilmente unas sobre otras, un líquido
también ejerce fuerzas laterales y hacia arriba. Por lo tanto un líquido ejerce
presión en todas direcciones.
De
la fórmula de Peso especifico, encontramos el peso:
W = PeV
Supongamos
un recipiente cilíndrico con agua hasta una altura (h)
Entonces:
W = PeAh
Pero el peso (W) es la fuerza ejercida sobre
el área (A):
F = PeAh
En donde:
F / A = Peh
Es decir:
p = Peh
Entonces, la presión ejercida por un líquido
depende de dos factores: la profundidad del líquido y su peso específico.
O bien se puede escribir:
p = Peh = mgh / V
p = Dgh
Para
demostrar la dirección de la presión en un líquido tenemos el siguiente
aparato:
Los
tres tubos de mismo diámetro tienen la misma cantidad de mercurio. Al estar los
tubos dentro del agua, y tener a la misma profundidad su extremo abierto, la
presión del agua hace que se eleve el nivel de mercurio en una de las ramas.
En A
la presión es hacia abajo; en B hacia arriba; y en C es de lado. La diferencia
entre los niveles en las dos ramas, en cada tubo es la misma. Esto demuestra
que las presiones son iguales y que la presión ejercida por un líquido, debida
a su peso, es independiente de la dirección.
Para demostrar el efecto de la forma y el
volumen en la presión en el fondo de un recipiente, se usa el siguiente
aparato:
El área de una membrana elástica en las bases
de tubos es la misma. Al llenar los recipientes hasta la misma altura, los
indicadores marcan la misma presión. Por lo tanto, la presión en un líquido a
la misma profundidad es independiente de la forma y el volumen del recipiente.
Ejemplo:
Un buzo desciende hasta 50 m en el mar,
siendo la densidad del agua 1.025 gr / cm3
. Encontrar la presión
sobre un cuerpo en Pa.
Solución:
1.025gr / cm3 = 1.025 x 10-3 / 10-6 m3 = 1.025 x 103 kg / m3
p = Dgh
p = 50 m x 1.025 x 103 kg / m3
x 9.8 m / s2
p = 5.02 x 105 N / m2
p = 5.02 x 105 Pa
