Presión en fluidos: fuerza repartida y profundidad

Comprende la idea

Antes de empezar: Fuerza, área, densidad y conversión de unidades.

La presión media relaciona fuerza normal y área: p = F_perpendicular/A. Una fuerza de 100 N repartida uniformemente sobre 0.02 $m^2$ produce 5000 Pa. Un pascal equivale a un newton por metro cuadrado. La presión media no describe cómo varía localmente la fuerza si el reparto es desigual.

Un líquido en reposo

En un fluido en reposo y de densidad constante, bajo gravedad uniforme, la presión aumenta con la profundidad: p = p_superficie + ρgh. Aquí h se mide verticalmente hacia abajo desde la superficie de referencia.

El incremento ρgh no depende de que el recipiente sea ancho o estrecho, sino de densidad, gravedad y profundidad. A igual profundidad dentro del mismo líquido conectado en reposo, la presión es la misma bajo estas condiciones.

Absoluta y manométrica

La presión absoluta se mide respecto al vacío. La manométrica se expresa respecto a la presión ambiente de referencia: p_man = p_abs − p_amb. En un recipiente abierto, el incremento ρgh es la presión manométrica cuando la referencia es la atmósfera sobre la superficie.

Convertir el área

Como 1 ${\mathrm{cm}}^2$ = 0.0001 $m^2$, 10 ${\mathrm{cm}}^2$ son 0.001 $m^2$. Olvidar que el factor de longitud se eleva al cuadrado altera mucho el resultado.

Vamos con un ejemplo

Conecta y aplica

En un dibujo de un depósito, mide profundidad vertical y no la longitud de una pared inclinada. La relación hidrostática supone reposo; un flujo acelerado puede requerir otro modelo.

Un detalle que importa: No sumes una presión en kPa y un incremento en Pa sin convertir. Tampoco llames absoluta a una lectura cuyo cero corresponde a la atmósfera.