Estática de los fluidos o Hidrostática. Principios de Pascal y Arquímedes.

Extraído de: Aquí

HIDRO: agua. ESTÁTICO: quieto, que no se mueve. Acá en hidrostática el agua va a estar quieta. Después vamos a ver agua en movimiento en la parte de hidrodinámica.

El tipo de enlace que hay entre las moléculas de un líquido hace sólo pueda ejercer fuerzas perpendiculares de comprensión sobre las paredes del recipiente y sobre la superficie de los objetivos sumergidos, sin importar la orientación que adopten esas superficies fronteras del líquido. La presión se interpreta como la magnitud de la fuerza normal ejercida por unidad de superficie y puede valer distinto en los diferentes puntos del sistema.

Al sumergidos en agua podemos sentir la presión aumenta con la profundidad. Nuestros oídos detectan este cambio de presión, pues recibimos que el líquido ejerce una fuerza normal de compresión mayor sobre la membrana del tímpano cuanto más hondo estamos. La sensación experimentada en una determinada profundidad es la misma, sin que importe la orientación de la cabeza; la presión es una magnitud escalar: no tiene asociada una dirección y un sentido. En cada punto existe un determinado valor de presión que está en relación con intensidad de la fuerza que el liquido ejerce perpendicularmente al tímpano, esté la cabeza erguida o acostada.

Si un fluido está en equilibrio cada porción de él está en equilibrio. Consideremos una porción cúbica de líquido de volumen V sumergida en reposo dentro del cuerpo del líquido y efectuemos el análisis dinámico de este sistema. Las fuerzas que recibe son

1) La fuerza gravitatoria ejercida a distancia por la Tierra (P)

2) La fuerza superficial de contacto ejercida por el fluido circundante correspondiente a la presión del entorno

Principio de Pascal

Se resume en la frase: la presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.

También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos, en los frenos hidráulicos y en los puentes hidráulicos.

Principio de Arquímenes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso delvolumen del fluido que desaloja». Esta fuerza  recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons(en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

o bien

Donde E es el empuje , ρ_f es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m lamasa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.