La presión en los fluidos
La presión
El concepto de presión
Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo deformable, los efectos que provoca dependen no sólo de su intensidad, sino también de cómo esté repartida sobre la superficie del cuerpo. Así, un golpe de martillo sobre un clavo bien afilado hace que penetre más en la pared de lo que lo haría otro clavo sin punta que recibiera el mismo impacto. Un individuo situado de puntillas sobre una capa de nieve blanda se hunde, en tanto que otro de igual peso que calce raquetas, al repartir la fuerza sobre una mayor superficie, puede caminar sin dificultad. El cociente entre la intensidad F de la fuerza aplicada perpendicularmente sobre una superficie dada y el área S de dicha superficie se denomina presión:
| p = | F |
| S |
La presión representa la intensidad de la fuerza que se ejerce sobre cada unidad de área de la superficie considerada. Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor sea la superficie para una fuerza dada, mayor será entonces la presión resultante.
La presión en los fluidos
El concepto de presión es muy general y por ello puede emplearse siempre que exista una fuerza actuando sobre una superficie. Sin embargo, su empleo resulta especialmente útil cuando el cuerpo o sistema sobre el que se ejercen las fuerzas es deformable. Los fluidos no tienen forma propia y constituyen el principal ejemplo de aquellos casos en los que es más adecuado utilizar el concepto de presión que el de fuerza.
Cuando un fluido está contenido en un recipiente, ejerce una fuerza sobre sus paredes y, por tanto, puede hablarse también de presión. Si el fluido está en equilibrio las fuerzas sobre las paredes son perpendiculares a cada porción de superficie del recipiente, ya que de no serlo existirían componentes paralelas que provocarían el desplazamiento de la masa de fluido en contra de la hipótesis de equilibrio. La orientación de la superficie determina la dirección de la fuerza de presión, por lo que el cociente de ambas, que es precisamente la presión, resulta independiente de la dirección; se trata entonces de una magnitud escalar.
Unidades de presión
En el S.I. la unidad de presión es el pascal, se representa por Pa y se define como la presión correspondiente a una fuerza de un newton de intensidad actuando perpendicularmente sobre una superficie plana de un metro cuadrado. 1 Pa equivale, por tanto, a 1 N/m²
Existen, no obstante, otras unidades de presión que sin corresponder a ningún sistema de unidades en particular han sido consagradas por el uso y se siguen usando en la actualidad junto con el pascal. Entre ellas se encuentran la atmósfera y el bar.
La atmósfera (atmósfera) se define como la presión que a 0 °C ejercería el peso de una columna de mercurio de 76 cm de altura y 1 cm² de sección sobre su base. Es posible calcular su equivalencia en N/m² sabiendo que la densidad del mercurio es igual a 13,6·10³ kg/m³ y recurriendo a las siguientes relaciones entre magnitudes:
Peso (N) = masa (kg)·9,8 m/s²
Masa = volumen·densidad
| Presión = | Fuerza |
| Superficie |
Como el volumen del cilindro que forma la columna es igual a la superficie de la base por la altura, se tendrá:
Presión = 1 atmósfera = masa·(9,8 m/s²)/superficie = superficie·(0,76 m·13,6·10³ kg/m³·9,8 m/s²)/superficie
Es decir: 1 atmósfera = 1,013·105 Pa
El bar es realmente un múltiple del pascal y equivale a 105 N/m². En meteorología se emplea con frecuencia el milibar (mb) o milésima parte del bar 1 mb = 10² Pa y 1 atmósfera = 1.013 mb
Autor: Sin datos
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
¿Cuál es la diferencia entre la fuerza y la presión?