TIPOS DE PRESION Y UNIDADES DE MEDIDA

Existen varios tipos de presión:

• Presión hidrostática 
• Presión Atmosférica
• Presión Manométrica 
• Presión Absoluta

Presión

Para  comenzar debemos de tener en cuenta la definición de presión. Es la fuerza aplicada sobre un área determinada, y  la fórmula es la siguiente:

P= F

      A

Las unidades que se utilizan en el SI son:
P= presión (N/m²)

F= fuerza (N)

A= área (m²)

La presión de una superficie aumenta en relación a la fuerza que se aplica de manera proporcional. Esto quiere decir que si le aumentamos al doble la fuerza entonces la presión aumentara al doble.

A mayor área la fuerza se distribuye en toda la  superficie, haciendo que la presión se vea reducida. En cambio, cuando se aplica fuerza a un área pequeña la presión aumenta debido a la fuerza que se concentra en un solo punto.

**Las equivalencias mas usuales para conversión de unidades de presión son:

1 lb/ plg²= 6894.76 Pa

1 kg/ cm²= 14.22 lb/ plg²

1 kg/ cm²= 98061 Pa

Presión hidrostática

La presión hidrostática se define como la fuerza que ejerce un líquido en reposo sobre la superficie de las paredes del recipiente que lo contiene. Esta fuerza es perpendicular a las paredes del recipiente. El valor de la presión depende de la naturaleza del liquido y la acción de la gravedad.

Para llegar a la fórmula de esta presión primero debemos de tener las fórmulas de:

• Densidad m/v
• Peso W=mg
• Volumen V=Ah

Ya que tengamos esas formula lo primero que realizaremos es despejar m en densidad y nos debe de quedar así: m= ρv y al sustituir m  en la formula de w nos quedaría que w= ρvg ahorita lo que aremos es sustituir el volumen en esta formula, lo cual nos dará el resultado de: w= ρAhg  una vez realizado este procedimiento, debemos de recordar de que fuerza es igual a peso por lo que si lo sustituimos la formula quedaría así: F= ρAhg  pero el área pasa de multiplicar a dividir  la fuerza es decir que nos quedara lo siguiente: F/A= ρhg y lo ultimo que debemos de recordar es que la presión es igual a F/A, por lo tanto nuestra formula de presión hidrostática nos quedara así:

P_h= ρhg

OJO: la unidad en que se mide es en Nm²

Presión atmoferica

Es la presión que ejercen los gases de la atmósfera sobre los cuerpos que se encuentran por debajo de ella, de igual forma que con los líquidos. Por ejemplo, la presión arterial depende de la presión atmosférica y es un signo vital medido por los médicos para conocer el estado de salud de un individuo.

Un instrumento por el cual se mide la presión atmosférica es  el barómetro. 

Las unidades de medida de la presión atmosférica son atmósferas (atm) y una atmósfera es la presión que ejerce una columna de mercurio de 76 cm de altura por cm² de sección transversal a una temperatura de 0º  C y otras unidades para medir la presión atmosférica son los pascales, las libras sobre pulgada cuadrada y las libras sobre pie cuadrado.

Presión manométrica y absoluta 

La presión manométrica se puede determinar por medio de la resta de la presión atmosférica a la presión absoluta.

P_man= P_abs - P_atm

El instrumento para medir la presión manométrica se le conoce como manometro que es un dispositivo para medir la presión de fluidos, que consta de un tubo en forma de una U o J.

La presión  absoluta se refiere tanto a la presión que posee un líquido o un gas contenido en un recipiente hermético como a la presión atmosférica que se ejerce sobre él.

P_abs= P_man + P_atm 

Principios de la hidrostática.

Pascal

Uno de los principios fue aportado por Blaise Pascal, quien por medio de sus observaciones llego a la conclusión de que: “toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente, se transmite con la misma intensidad a todos  los puntos del líquido y a las paredes del recipiente que lo contiene”. Este principio lo demostró mediante tres experimentos: la jeringa de pascal, el tonel de pascal y la prensa hidráulica.

En la prensa hidráulica, se considera que la presión del líquido es la misma en todo el fluido y sobre las paredes del recipiente, de manera que P₁= P₂

Como P= F/A, entonces se puede relacionar expresándola de la siguiente manera:

En donde:

F₁=Fuerza obtenida en el embolo mayor en Newton (N)

A₁=Área del embolo mayor en metros cuadrados (m²)

F₂=Fuerza obtenida en el èmbolo menor en Newtons (N)

A₂=Área del èmbolo menor en metros cuadrados (m²)

Principios de la hidrostática.

Arquímedes

¿Quien fue arquimides?

Fue un físico, ingeniero, inventor, astrónomo y matemático griego,  y es considerado uno de los científicos mas importantes de la Antigüedad clásica. Entre sus avances en física se encuentran sus fundamentos en hidrostática, estatica y la explicación del principio de la palanca.

Principio de arquimides: 

Gracias al “miedo de perder su cabeza” contribuyo a la física con un gran principio: “Todo cuerpo sumergido en un fluido  recibe empuje ascedente igual al peso desalojado del fluido”.

Como descubre arquimides que la corona es autentica:

El rey Herón II de Siracusa recurrió a su pariente Arquímedes para que determinara si su corona, recientemente entregada por un orfebre, era realmente de oro puro o tenía algún otro metal. Arquímedes estaba advertido que debía hacer su investigación sin causar el menor daño o deterioro al objeto real. Resulta que Herón llegado al trono quiso ofrecer a los dioses una muestra de su gratitud con un eminente donativo; tras citar a un hábil orfebre, le entregó un determinado peso en oro para que, con él, hiciese una corona. Transcurrido el tiempo señalado, el orífice le llevó al rey la corona que le había encargado, comprobándose que el peso correspondía exactamente al del oro entregado y, habiéndose aprobado el trabajo, la corona fue instalada en un templo como una ofrenda. Sin embargo, poco después, y "no se sabe si como consecuencia de una denuncia o por cualquier otro motivo", se comenzó a sospechar que la corona no era totalmente de oro y que el orífice, habiendo retenido para sí parte del noble metal, habría mezclado otro hasta completar el peso debido. Irritado Herón, que no quería que se dañase el insigne trabajo, que lastimara la ofrenda a los dioses, pidió a Arquímedes que descubriera si el orífice había cometido el dolo del que se sospechaba y se hablaba.
En esas andaba Arquímedes, todavía sin atinar, cuando al meterse a la tiña de baño "a fin de relajar la inquietud", observó que el agua se desbordaba. Se le ocurrió, entonces, que la cantidad de agua salida de la bañera correspondía al volumen de la parte de su cuerpo que estaba dentro del agua contenida en la tina. En consecuencia, si sumergía la corona dentro del agua, podría saber, a cambio del nivel del agua, el volumen de la corona, y en esta misma forma, compararlo con el volumen de un mismo peso en oro. Si los dos volúmenes eran iguales, la corona estaría exclusivamente de oro puro. Si la corona tenía mezcla de oro y plata o algún otro metal, el volumen no sería equivalente. En ese momento, Arquímedes exclamó la expresión más célebre en relación a los descubrimientos científicos: "¡Eureka! ¡Eureka!", que quiere decir "lo encontré".

 

Arquímedes despues de salir del baño y gritar desnudo por las calles y regresó a su casa para realizar el experimento y, siguiendo su intuición, hizo dos montones, uno de oro y otro de plata, ambos de igual peso que la corona. Llenó después de agua un recipiente hasta el borde sumergiendo en él el montón de plata. De este modo salió del recipiente tanta agua cuanto era el peso del montón. Le bastó quitar la plata y llenar nuevamente con agua hasta el borde el recipiente, determinando así cuánta agua correspondía a una determinada medida de plata. Hizo lo mismo luego con el oro, hallando que había salido menos agua que antes del recipiente. Tras llenar éste de nuevo, advirtió que sumergiendo la corona salía de él más agua que con el montón de oro. De esto concluyó que, evidentemente, el orífice había puesto en la corona una cierta cantidad de plata y se había quedado para sí un tanto del oro y, por tanto, había cometido fraude.

Que dice el pricipio de arquimides:

Dice "que un cuerpo total o parcialmente sumergido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja".

Como establece que un objeto flota, se sumerge o se hunde en un fluido:

• Si el peso de un objeto es menor al del empuje realizado por un fluido, entonces el objeto flota.
• Si el peso de un objeto es igual al del empuje realizado, entonces el objeto quedara sumergido en el fluido, de manera que las fuerzas se equilibran.
• Si el peso del cuerpo es mayor al del empuje realizado, entonces el objeto se hunde. 

¿Cual es la formula que propone arquimides?

Arquimides se formula asi:

E= mg= ρf g V

o bien

E= -mg =  -ρf g V 

donde E es el empuje, ρf 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 la masa. 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.