La hidrostática es la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos (líquidos y gases) en reposo y las fuerzas que ejercen.

💡 Aplicaciones: presas, submarinos, frenos hidráulicos, prensas, sistemas de agua.

Introducción

La presión es la fuerza aplicada por unidad de área o superficie.

Donde: P = presión [Pa o N/m²], F = fuerza [N], A = área [m²]

Importante: Mayor área → menor presión (para la misma fuerza). Por eso los clavos tienen punta afilada.

Presión

La densidad es la cantidad de masa contenida en una unidad de volumen.

Donde: ρ (rho) = densidad [kg/m³ o g/cm³], m = masa [kg o g], V = volumen [m³ o cm³]

💡 Los objetos flotan en agua si su densidad es menor que 1 g/cm³.

Densidad

En 1647, Blaise Pascal enunció su famoso principio:

Principio de Pascal: La presión aplicada sobre un fluido contenido en un recipiente se transmite por igual en todas direcciones y a todas las paredes del recipiente.

Donde: F₁, A₁ = fuerza y área del pistón pequeño; F₂, A₂ = fuerza y área del pistón grande

Principio de Pascal

La presión hidrostática es la presión que ejerce una columna de líquido debido a su peso.

Donde: Ph = presión hidrostática [Pa], ρ = densidad del líquido [kg/m³], g = 9.8 m/s², h = profundidad [m]

⚠️ La presión hidrostática aumenta con la profundidad. Por eso los buzos sienten mayor presión al descender.

Presión hidrostática

La presión se transmite uniformemente en el fluido

Una presa contiene agua a 30 m de profundidad. Queremos calcular la presión que el agua ejerce sobre la compuerta del fondo. Datos: • Profundidad: h = 30 m • Densidad del agua: ρ = 1,000 kg/m³ • Gravedad: g = 10 m/s² • Presión atmosférica: Patm = 101,325 Pa ≈ 101 kPa Presión hidrostática: Ph = ρ·g·h Ph = 1,000 kg/m³ × 10 m/s² × 30 m Ph = 300,000 Pa = 300 kPa Presión total en el fondo: Ptotal = Patm + Ph Ptotal = 101 kPa + 300 kPa = 401 kPa Si la compuerta tiene un área de 4 m²: Fuerza sobre la compuerta: F = P × A F = 300,000 Pa × 4 m² F = 1,200,000 N = 1.2 MN ¡La compuerta debe soportar una fuerza de 1.2 millones de newtons debido solo a la presión del agua!

El clavo tiene menor área, por lo que genera mayor presión

🎯 Fórmulas esenciales: Presión: P = F/A [Pa = N/m²] Densidad: ρ = m/V [kg/m³] Pascal (prensa): F₁/A₁ = F₂/A₂ Presión hidrostática: Ph = ρ·g·h Presión total: Ptotal = Patm + ρ·g·h

💡 Tip UAM: Problemas típicos incluyen prensas hidráulicas, presión en presas y cálculos de densidad. Memoriza ρ del agua = 1,000 kg/m³

Hidrostática: Fluidos en reposo

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