2. PRESIÓN DE UN FLUIDO

2. PRESIÓN EN UN FLUIDO

Cuando se sumerge un cuerpo en un fluido como el agua, el fluido ejerce una fuerza perpendicular a la superficie del cuerpo en cada punto de la superficie. Esta fuerza por unidad de área se denomina presión P del fluido:

P=   F

                                   A                           

• DEFINICIÓN –PRESIÓN

La unidad de presión en el SI es el newton por metro cuadrado (N/m²), que recibe el nombre de pascal (Pa):

1Pa= 1 N/m²

En el sistema técnico inglés, la presión normalmente se expresa en libras por pulgada cuadrada (Ib/pulg²). Otra unidad común es la atmosfera (atm), que es aproximadamente la presión del aire a nivel del mar. Actualmente la atmosfera se define como 101, 325 kilopascales, que es aproximadamente igual a 14,70 Ib/pulg²:

1atm=101,325kPa=14,70 Ib/pulg²

Posteriormente veremos otras unidades de presión de uso común.

La presión debida a un fluido que presiona contra un cuerpo tiende a comprimido. El cociente entre el cambio de presión y la disminución relativa al volumen (-ΔV/V) se denomina módulo de compresibilidad B:

     B = - ΔP   

             ΔV/V

• DEFINICIÓN- MODULO DE COMPRESIBILDAD

(El signo menos en la ecuación se introduce para que B sea positivo, ya que todos los materiales cuando están sometidos a un aumento de la presión externa disminuyen de volumen.)

Cuanto más difícil de comprimir es un sólido, menor es su cambio relativo –ΔV/V para una determinada presión ΔP y, por lo tanto, mayor es su módulo de compresibilidad. La compresibilidad es la inversa del módulo de compresibilidad. Líquidos, gases y sólidos, todos tienen un módulo de compresibilidad. Los líquidos y los sólidos son relativamente incomprensibles; es decir, poseen valores grandes del módulo de compresibilidad B, siendo estos valores relativamente independientes de la temperatura y la presión. Por el contrario, los gases se pueden comprimir fácilmente, y los valores de B dependen fuertemente de la presión y la temperatura. La tabla .2 indica los valores del módulo de compresibilidad para diversos materiales.

 

TABLA .2 valores aproximados del módulo de compresibilidad B de varios materiales

la presión de todos los líquidos aumenta lineal mente con la profundidad en cualquier recipiente independiente de su forma. ademas la presion es la misma en todos los puntos que estan a una misma profundidad. estas dos propiedades se pueden ver comparando la presion  en el punto 1 de la fig a con la presion en el punto 2  que esta situado en una cueva bajo el agua . Consideramos las fuerzas verticales en la columna de agua de altura  Δh y área transversal A a la que relaciona con los puntos 1 y 3 . la fuerza hacia arriba sobre la columna P₃A, compensa las dos fuerzas hacia abajo, P₁A y mg. donde= pAΔh es la masa del agua de la columna (AΔh es el volumen de la columna). Es decir, P₃A = P₁A + pAΔhg. Dividiendo por A resulta:

P_{3 =} P₁ + pgΔgh

Consideramos ahora las fuerzas que actúan sobre el cilindro horizontal de agua, también de área transversal A, que conecta los puntos 2 y 3 (figura 13.3 _C). Hay dos fuerzas con componentes que van en la dirección del eje del cilindro, P₃A y  P₂A. El hecho de que estas dos fuerzas se compensen una a otra significa que P₃ =  P₂. Se sigue entonces que:

P₂ =  P₁ + pgΔgh

Así pues, si aumentamos P_β presionando por ejemplo sobre la superficie superior con un embolo, el aumento de presión es el mismo es el mismo en todo el seno del líquido, lo cual se conoce como principio de pascal, en honor de Blaise Pascal (1623-1662):

Un cambio de presión aplicado a un líquido encerrado dentro de un recipiente se transmite por igual a todos los puntos de fluido y a las propias paredes del recipiente.