Presión: Concepto, Propiedades, Tipos Cuando se estudian las fuerzas que aplican los fluidos en reposo o en movimiento, la Presión es la propiedad de los fluidos responsable de esas Fuerzas. Se establece que la presión es una fuerza normal que ejerce el fluido por unidad de área. La presión puede ser Absoluta, Manométrica y Barométrica Presión Absoluta, es la presión real en un punto determinado del sistema y se mide en forma relativa a una presión absoluta de cero. Presión Manométrica, es la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Pman = Pabs - Patm Presiones absoluta, manométrica y de vacío. man Presión En un fluido dado, la presión es la misma en todos los puntos de un plano horizontal sin importar la geometría, siempre y cuando dichos puntos estén conectados por el mismo fluido. ¿La Presión es un Vector o un Escalar? Presión en un Punto La Presión es la fuerza de Compresión por unidad de área y da la impresión de ser un Vector, pero no lo es. La presión en cualquier punto en un fluido es la misma en todas las direcciones; es decir, tiene magnitud pero no una dirección específica. • La presión es una Magnitud Escalar. Variación de la Presión con la profundidad Diagrama de cuerpo libre de un elemento rectangular de fluido en equilibrio La presión de un fluido en reposo aumenta con la profundidad debido al peso agregado man Ley de Pascal Blaise Pascal (1623-1662) “La presión aplicada a un fluido confinado, aumenta la presión en toda la extensión de éste en la misma cantidad” Pascal observó que se podían conectar dos cilindros hidráulicos de áreas diferentes y se podía usar el más grande para ejercer una fuerza proporcionalmente mayor que la aplicada al mas pequeño. La máquina de pascal ha sido la base de muchos inventos que forman parte de nuestra vida cotidiana, como los frenos y los elevadores hidráulicos. Ley del Manómetro Un cambio en la elevación de Z en un fluido en reposo corresponde a P/g, lo cual sugiere que se puede usar una columna de fluido para medir diferencias en la presión. Un instrumento que funciona según este principio se llama manómetro y consta principalmente de un tubo en U de vidrio o plástico que contiene uno o más fluidos como mercurio, agua, alcohol o aceite. Para mantener el tamaño del manómetro dentro de los límites manejables se usan fluidos pesados, como el mercurio, si se prevén grandes diferencias en la presión. Ley del Manómetro Ley del Manómetro Ley del Manómetro - Ejercicios Fuerzas sobre áreas planas sumergidas Fuerza Hidrostática sobre la superficie de un plano inclinado totalmente sumergido en un líquido Fuerzas sobre áreas planas sumergidas La Fuerza resultante que actúa sobre una superficie plana de una placa totalmente sumergida es igual al producto de la presión (Pc) en el centroide de la superficie y el área superficial, y su línea de acción pasa por el centro de presión. FR Pc ASumergida Fuerzas sobre áreas planas sumergidas Centro de Presión Cuando se desprecia Patm. Po=0 Centroide y momentos centroidales de inercia para algunas configuraciones geométricas comunes Fuerzas sobre Placa Rectangular Sumergida Las Fuerzas Hidrostáticas que actúan sobre una superficie plana forman un volumen cuya base es la superficie y cuya altura es la presión Fuerzas sobre Superficies Sumergidas - Ejercicios Fuerzas sobre Superficies Sumergidas - Ejercicios Flotación y Estabilidad de Cuerpos Sumergidos La fuerza de flotación que actúa sobre un cuerpo sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo y actúa hacia arriba pasando por el centroide del volumen desplazado Flotación y Estabilidad de Cuerpos Sumergidos Un cuerpo sólido cuando cae dentro de un fluido puede hundirse, flotar o quedar en reposo en cualquier sitio de este, dependiendo sobre su densidad relativa a la densidad del fluido Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes Un cuerpo sumergido neutralmente flotante es: a) Estable si el centro de gravedad G, está directamente abajo del centro de flotación B. b) Neutralmente estable si G y B coinciden. c) Inestable si G está directamente arriba de B. Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes Cuando el centro de gravedad G de un cuerpo sumergido neutralmente flotante no está alineado en la dirección vertical con el centro de flotación B, del cuerpo, no se encuentra en estado de equilibrio y girará hasta alcanzar su estado estable Estabilidad de los Cuerpos Sumergidos y de los Flotantes Un cuerpo flotante es estable si su fondo es pesado y, por lo tanto, el centro de gravedad G está debajo del centroide B del mismo, o bien si el metacentro M está arriba del punto G. Sin embargo, el cuerpo es inestable si el punto M está abajo del punto G.
