Presión hidrostática
Cuando buceamos o sumergimos un cuerpo en un fluido, este experimenta fuerzas provenientes de las partículas del fluido que en su movimiento chocan con su superficie. Estas fuerzas siempre son perpendiculares a la superficie de contacto con el cuerpo. Es decir, no actúan de manera paralela al objeto, sino que inciden en ángulo recto con él.
Debido a la existencia de estas fuerzas sobre una superficie, se genera una presión que denominamos presión hidrostática. En el siguiente vídeo verás que esta presión se corresponde únicamente a la causada por el peso del fluido que se encuentra encima del cuerpo.
Los únicos factores que determinan la presión en un punto dentro de un fluido son la profundidad (o altura) a la que este se encuentra respecto de la superficie del fluido, y la densidad del fluido. Otras magnitudes, como la superficie de un objeto sumergido, su forma o su masa, no afectan a la presión que experimenta.
- La profundidad (h): A mayor profundidad, mayor presión. Por ejemplo, en el fondo de una piscina hay más presión que en la superficie. Para que lo recuerdes más fácilmente, si imaginas que estás bajo el agua en una piscina o en el mar, a medida que desciendes, el agua por encima de ti aumenta en cantidad, por lo que tienes más peso sobre ti que te empuja hacia abajo con más fuerza, y por eso la presión que sientes también aumenta.
- La densidad del fluido (abreviada ρ o con la letra d): Si el fluido es más denso, ejercerá más presión. Por ejemplo, el agua salada tiene una densidad mayor que el agua dulce, por lo que a la misma profundidad, la presión será mayor en el mar que en un río.
Principio fundamental de la hidrostática
Dado que la presión solo depende del valor de la profundidad o altura, y de la densidad del fluido, dos puntos que se encuentren sumergidos en el mismo fluido en reposo a la misma altura estarán sometidos a la misma presión. Esto es lo que se conoce como principio fundamental de la hidrostática.
Un fenómeno que guarda relación con el principio fundamental de la hidrostática es el principio de los vasos comunicantes, que se aplica cuando tenemos varios recipientes conectados entre sí por un tubo o conducto. Según este principio, si los recipientes contienen el mismo fluido y están conectados entre sí, la altura a la que se sitúa la superficie de fluido en todos los recipientes será la misma, independientemente de la forma, la anchura o la capacidad de los recipientes. Esto se debe a que la presión en un mismo nivel de fluido debe ser la misma en todos los puntos que se encuentren a esa profundidad, tal y como se explicó anteriormente. Por lo tanto, el fluido se distribuye hasta que la presión en el mismo nivel de todos los recipientes se iguala. Esto implica que, si se inclina el conjunto de vasos comunicantes, el fluido se redistribuye entre ellos hasta que nuevamente la superficie del fluido se sitúe horizontalmente a la misma altura.
El principio de vasos comunicantes se manifiesta en algunos casos de la vida cotidiana en los que hay un flujo de líquido. Por ejemplo, se utiliza en los sistemas de distribución de agua para las ciudades, en los que un depósito elevado, ubicado a mayor altura que los edificios, permite distribuir el agua a través de las tuberías hasta los grifos. Otro ejemplo a menor escala es el funcionamiento de un sifón, un dispositivo en forma de tubo en "U" invertida, que permite transferir líquidos de un recipiente a otro hasta que los niveles de ambos se igualen.
Rama de la física que estudia los fluidos incompresibles (líquidos) en reposo, así como las fuerzas que ejercen sobre los cuerpos sumergidos en su interior.
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Un paciente en el hospital debe recibir suero intravenoso a través de un gotero conectado a una vía en su antebrazo. Para asegurar que el suero fluye correctamente al interior, la presión del suero en la vía debe superar la presión sanguínea en la vena (en caso contrario, saldría sangre en vez de entrar suero), que es de 68 mm Hg. El suero que se administra tiene una densidad de 1020 kg/m3.
