Sem 3 y 4 Estatica de Fluidos

ESTATICA DE FLUIDOS
Presión atmosférica Es la presión que el aire ejerce

sobre la superficie terrestre.
Cuando se mide la presión

atmosférica, se está midiendo la
presión que ejerce el peso de una
columna de aire sobre 1 m2 de
área en la superficie terrestre.
La presión atmosférica en la
superficie de la Tierra es:
P = 101 325 Pa y se aproxima a:
P = 1.013x105 Pa
Experimento de Torricelli
P0
En 1643, Evangelista Torricelli, hizo el siguiente experimento: Llenó
un tubo de vidrio, de 1 m de longitud, con mercurio (“plata viva”).
Tapó el extremo abierto y luego lo dio vuelta en una vasija.
El mercurio empezó a descender pero se estabilizó en el momento
que la columna medía 76 cm.
F
Po =
El peso de la columna de mercurio ejerce presión en el nivel en 𝐴
mg
que quedó el mercurio vaciado, y esa presión, para lograr la Po =
𝐴
estabilización, se equilibra con la presión a que está sometido el ρVg
mercurio por fuera del tubo. Po =
𝐴
ρAh g
Po =
𝐴
Esa presión, la de fuera del tubo, es la presión atmosférica, cuyo
símbolo es P0. Po = ρgh
kg m
Po = 13600 𝑥 9.81 𝑥 0.76𝑚
Entonces, se tendrá que esa presión es:
Po = 101396.16Pa
Medición de la presión.
Antes, una aclaración conceptual:
Se llama presión absoluta a la expresión:

P = P0 + ρgh
Y se llama presión manométrica a la expresión:
P – P0 = ρgh
El manómetro mide la presión absoluta y también la manométrica.
Si es de tubo La presión atmosférica se

Si es de tubo mide con el barómetro.
abierto mide cerrado mide
la presión la presión Es un manómetro de tubo
absoluta. manométrica. cerrado que se expone a la
atmósfera.
Presión Absoluta y Manométrica.
Al hacer el calculo que involucren la presión de un fluido, debe
efectuar en relación con alguna presión de referencia. Es normal que
la atmosfera sea la presión de referencia. Así, la presión que arroja la
medición del fluido se llama presión manométrica. La presión que se
mide en relación con un vacío perfecto se denomina presión absoluta.
Pabs = Presión absoluta.

Pman = Presión manométrica.
Patm = Presión atmosférica.
Presión en un liquido
Sumergirse en una piscina o en el mar o en un lago puede ser entretenido, pero también
puede ser una experiencia dolorosa e incómoda.
Lo que ocurre es que a medida que uno se sumerge empieza a soportar el peso del agua
que va quedando sobre uno, y eso constituye la idea de presión.
Supongamos que se está en el agua,

mar o piscina o lo que sea. Podría ser
otro líquido también de densidad ρ.
P0
A nivel de la superficie existe la

presión atmosférica P0 y a una h
profundidad h la presión es P.
P
Presión Hidrostática
El valor de la presión de un liquido depende únicamente del peso especifico del
fluido y de la profundidad al cual se quiere calcular dicha presión.
Como ya se mencionó, en Y a una profundidad h, bajo una columna

la superficie está actuando de líquido de volumen V, en forma de
la presión atmosférica P0. cilindro de base A, se tendrá una presión P.
Si la columna de agua tiene un volumen V = Ah
y densidad ρ, entonces se tendrá que la presión
P0 en la base inferior de la columna de agua, es:
h
A
Principio de Arquímedes
Un cuerpo sumergido, total o parcialmente, en un fluido, es empujado
hacia arriba por una fuerza igual en magnitud al peso del volumen del
fluido que desaloja.
Esto representa al volumen del fluido

que fue desalojado por el cuerpo.
Y su peso es:
mg = ρVg
Donde ρ es la densidad del fluido y V el
volumen desplazado.
Por lo tanto:
E = ρVg =𝜸𝑽
Peso aparente
Como se mencionó recientemente, cuando un cuerpo está dentro de un fluido
está afectado por dos fuerzas: el peso gravitacional y la fuerza de empuje.
Como ambas fuerzas actúan sobre el cuerpo, entonces se pueden sumar o
restar.
mg
Se llama peso aparente a la relación:

Wa = mg - E
Leyes de la flotación
W>E W=E W<E
𝜌𝑐 > 𝜌𝑙 Se hunde
𝜌𝑐= 𝜌𝑙 Flota
𝜌𝑐 < 𝜌𝑙 Emerge
Líquidos inmiscibles
Son aquellos líquidos que al ser

juntados no llegan a mezclarse
Los líquidos menos densos

tienden a subir a la
superficie y los mas densos
tratan de quedarse en el
fondo
Vasos comunicantes
 Se llama así a un conjunto de recipientes comunicados entre
si. Si echamos un liquido por una de sus ramas se observara
que el nivel de sus ramas es la misma.
 Todos los puntos a una misma
profundidad y un mismo líquido
se encuentra a la misma presión
sin importar la forma del
recipiente.
 La presión solo depende de la

h
altura pero no de la forma.
 La en la parte superior de cada

columna de los fluido es igual a P0
(presión atmosférica)
Vasos comunicantes con dos líquidos
inmiscibles
Problemas de aplicación-Empuje
Un cierto tubo de acero estándar tiene un diámetro exterior de 168mm,
longitud 1m y pesa 277N ¿El tubo flotara o se hundirá en glicerina (sg= 1.26)
si los extremos esta sellados.
Un cubo mide 6 pulg por lado esta echo de aluminio con peso especifico de
0.100lb/pulg3 Si se sus por medio de un alambre, de modo que la mitad de su
volumen queda en agua y la otra mitad en aceite (sg=0.82) ¿Cuál es la tensión
en el alambre?
Una boya consiste en cilindro de 0.3m de diámetro y 1.2m de largo. Esta echo
de un material cuyo peso especifico es de 7.9KN/m3 . Si flota de manera
vertical que ¿Qué tanto de su longitud estará dentro del agua?
Un bloque de concreto con un peso especifico de 23.6 KN/m3 esta
suspendido por una cuerda en una solución cuya gravedad especifica es de
1.15 ¿Cuál es el volumen del bloque de concreto si la tensión en la cuerda es
de 2.67N?
Problemas de aplicación-Empuje y Flotación
La figura muestra una bola de hierro suspendido por un hilo de masa
despreciable desde un cilindro que flota parcialmente sumergido en agua . El
cilindro tiene una altura de 6cm, un área en la base de 12cm² en la parte superior
y el fondo una densidad de 0.30g/cm³ y 2cm de su altura esta sobre la superficie
del agua. Calcule el radio de la bola de esfera de hierro cuya densidad es de
7.9g/cm³.
Problemas de aplicación-Principio de pascal
La prensa hidráulica de la figura con pistones de 10 y 40cm de diámetro.
Contiene dos líquidos inmiscibles agua y aceite. Determinar el valor de la
masa para que el sistema este en equilibrio.
5kg
m
30cm
Aceite
sg=0.85
20cm
Agua 8cm
10cm 40cm
Problemas de aplicación-Principio de pascal
Se lleva un auto que pesa 1600kgf a la plataforma hidráulica de un taller d
servicio ; el diámetro del pistón elevador mide 0.25m. El peso de todo el
elevador es de 800kgf.
a) Calcule la presión que debe ejercer el liquido hidráulico sobre el pistón del
elevador para levantar el auto a velocidad constante.
b) Determine la presión necesaria para dar al auto una aceleración hacia arriba
de 0.72m/s²
F1
F2
Problemas de aplicación-Medidores de presión
En la figura se muestra un tanque cerrado, que contiene gasolina flotando en el

agua. Calcule la presión del aire por encima de la gasolina.
Para el manómetro que se muestra en la figura calcule la diferencia de presión
entre A y A sg aceite =0.85
Para el tanque de la figura, calcule la profundidad del agua si la
profundidad del aceite es de 6.9m y el medidor del fondo del tanque indica
125.3 Kpa (gage)
h2
Calcule la presión total en el fondo del tanque cerrado que se muestra en
la figura. Si la presión del aire es de 52KPa.

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ESTATICA DE FLUIDOS

Presión atmosférica Es la presión que el aire ejerce

Cuando se mide la presión

Se llama presión absoluta a la expresión:

El manómetro mide la presión absoluta y también la manométrica.

Si es de tubo La presión atmosférica se

Pabs = Presión absoluta.

Supongamos que se está en el agua,

A nivel de la superficie existe la

Como ya se mencionó, en Y a una profundidad h, bajo una columna

Esto representa al volumen del fluido

Se llama peso aparente a la relación:

W>E W=E W<E

Son aquellos líquidos que al ser

Los líquidos menos densos

 La presión solo depende de la

 La en la parte superior de cada

En la figura se muestra un tanque cerrado, que contiene gasolina flotando en el

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