¿Que es la hidrostática?

        Hidrostática 4°C                          

“HIDROSTÁTICA”

Trabajo de investigación

[pic 1]

Heras Romero Mitzy Sugey

Hernández Luna Karla

Centro de Bachillerato Técnico Industrial y de Servicios No. 268

INTRODUCCION

La hidrostática, también conocida como una rama de la física, es la encargada de estudiar a los fluidos que se encuentran en reposo, es decir, aquellos que no generan algún movimiento. En ella se analizan los comportamientos y propiedades de líquidos y gases en equilibrio, así como las fuerzas que actúan sobre ellos. La hidrostática analiza la relación que existe entre la presión, densidad y volumen que tenga un fluido.

Uno de los términos más importantes y fundamentales en hidrostática es la presión, la cual se considera como una fuerza que es ejercida sobre una superficie determinada. En la hidrostática, la presión varia con la profundidad e ira de la mano con la densidad que cuente el fluido.

Otro concepto importante en la hidrostática, como se mencionó antes, es la densidad, definida como la masa de un objeto por unidad de volumen. Es una medida muy importante, ya que, determina la flotabilidad de los cuerpos, mientras que un objeto cuente con una densidad menor al agua, este flotara, en cambio, si la densidad de un objeto es mayor a la del agua, este se hundirá.

Como se mencionó antes, la hidrostática también se encarga del comportamiento de los fluidos, en este caso, en recipiente cerrados y abiertos. En recipientes cerrados, como tuberías y tanques, los fluidos generan una presión de manera uniforme en todas direcciones. En cambio, en recipientes abiertos, los fluidos tienen comportamientos distintitos, estos dependiendo la forma del recipiente y la presión atmosférica que exista.

Existes dos importantes y principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática y éstos son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

¿QUE ES LA HIDROSTÁTICA?

 La hidrostática se define como una rama de la física, donde se estudia los fluidos estancados o estacionarios y las características en el equilibrio hidrostático. En estos casos, para poder analizar los problemas relacionadas con la presión, temperatura y densidad de fluidos, se utiliza la ecuación hidrostática y la ecuación de campo de presión hidrostática. Se encarga de analizar las presiones ejercidas por un fluido en estado de reposo.[pic 2]

Esta rama no solo se especializa en el estudio del agua, sino que este se puede aplicar en el comportamiento de cualquier fluido.

Un fluido lo podemos definir como una sustancia que no tiene la posibilidad de resistir a un esfuerzo cortante, las presiones en ella son normales en superficies confinadas.

La hidrostática se relaciona ampliamente con otras ramas de la física como la termodinámica y la mecánica de fluidos. En caso de la termodinámica, se utiliza en la existencia de la transferencia del calor y la energía de los fluidos, a comparación de la mecánica de fluidos, que se concentra en los fluidos que están generando algún movimiento.  

La hidrostática permite generar resultados muy útiles, como las fuerzas sobre presas, la flotabilidad y la actuación hidráulica.

Es posible respaldar el estudio de la hidrostática gracias a dos importantes y principales teoremas, estos son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

El principal principio de la hidrostática menciona que la presión que se ejerce en el interior de un fluido es directamente proporcional a su densidad, a la profundidad en la que este o se encuentre este punto y la gravedad que exista en el sitio en el que está el fluido.

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La presión se representará con una “P” esto en un punto del fluido. La presión es reconocida como una magnitud que mide la capacidad de penetración de una fuerza, definiéndola como la fuerza que se ejerce por unidad de superficie. Mientras mayor sea la superficie del objeto que se clava, más fuerza se necesitara.

Para poder representar la densidad del fluido, usamos una letra “d”. Decimos que la densidad es una propiedad y característica de una sustancia que determina la cantidad de masa que posee por unidad de volumen.

En caso de la gravedad de lugar donde se encuentre el fluido, se representará con la letra “g”.

Y para finalizar, la letra “h” representa la profundidad.

PRICIPIOS BASICOS DE LA HIDROSTÁTICA

Como se mencionó anteriormente, la hidrostática tiene dos principios principales por los cuales se rige, dichos principios se aplican en todo tipo de fluido, ya sean líquidos o gases.

También se aplican en fluidos estacionarios o estancados, incluidas propiedades de la atmosfera terrestre.

Principio de Pascal[pic 4]

Esta ley fue propuesta por el físico y matemático francés Blaise Pascal, en ella nos dice que “el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible contenido en un recipiente indeformable se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Esto nos indica, que la aplicarse una determinada presión en un líquido cualquiera en algún recipiente, esta se transmitirá con la misma intensidad o similar en todas las direcciones y sentidos. La presión que se ejerza en un fluido, este se esparcirá de manera uniforme.

La ley de Pascal tiene muchas aplicaciones prácticas en la vida cotidiana y en la industria.

Algunos ejemplos incluyen:

• Los frenos hidráulicos de los coches y las bicicletas utilizan la ley de Pascal para transmitir la fuerza de frenado desde el pedal hasta las ruedas.
• Los elevadores hidráulicos utilizan la ley de Pascal para levantar objetos pesados con una pequeña fuerza.
• La prensa hidráulica utiliza la ley de Pascal para amplificar la fuerza aplicada en un extremo y transferirla al otro extremo con mayor intensidad.

Principio de Arquímedes [pic 5]

El principio de Arquímedes también conocido como la ley física de la flotabilidad, nos indica que todo cuerpo solido que se sumerja de forma total o parcial dentro de un fluido será expulsado de manera ascendente por una fuerza similar o igual al peso del volumen del líquido que fue desplazado por el objeto sólido.  Dicho objeto puede no estar completamente sumergido en el fluido, ya que si al recibir un empuje mayor al peso del objeto, este no se hundirá, es decir, flotará y estará sumergido solo parcialmente. 

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