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Hidrostática - Contenido educativo

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Subido el 13 de mayo de 2024 por María B.

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Bueno chicos, vamos a empezar con el tema de hidrostática. 00:00:01
Esto nunca lo hemos visto en ningún curso, así que bueno, es totalmente nuevo. 00:00:05
Voy a intentar ir un poco al grano para que no sea muy largo el vídeo. 00:00:08
Bueno, lo primero es definir el concepto de presión, ¿de acuerdo? 00:00:11
La presión es la fuerza por unidad de superficie, ¿vale? 00:00:14
Bueno, pues como podéis ver es directamente proporcional a la fuerza, 00:00:18
inversamente proporcional a la superficie. 00:00:22
Esto explica claramente por qué, por ejemplo, cuando caminamos por la nieve sin esquís, 00:00:24
se nos hunden los pies, en cambio con los esquís pues no nos hundimos en la nieve, 00:00:28
porque claro, la superficie de un pie es muy pequeña, por tanto si la superficie es muy pequeña 00:00:35
la presión será muy grande porque son inversos, por eso nos hundimos. 00:00:40
En cambio la superficie de un esquí que es mucho más grande, al ser una superficie grande 00:00:44
la presión será pequeña, por eso con poca presión pues no nos hundimos en la nieve. 00:00:48
Bueno, la unidad internacional de la presión, como veis ahí, es el Pascal, PA, P mayúscula, minúscula, esa es la internacional, luego veremos que existen otras unidades, ¿vale? 00:00:53
Bueno, seguimos, vamos a ver lo que entendemos por fluidos, bueno, a partir de ahora fluidos son tanto los líquidos como los gases, ¿de acuerdo? 00:01:03
Entonces, bueno, pues vamos a estudiar un poquito la presión en esos fluidos, entonces, bueno, pues la presión en los fluidos, tanto líquidos como gases, es debida a su peso, exactamente igual que ocurre en los sólidos, ¿de acuerdo? 00:01:11
Entonces, bueno, es debido a su peso, pero en este caso, a diferencia con los sólidos, ¿de acuerdo? En el interior de los fluidos, esta presión va en todas las direcciones, ¿de acuerdo? Es decir, esta fuerza que ejercen es perpendicular en todas las direcciones o sobre las paredes o sobre los objetos que hay en ellos, cosa que en los sólidos no ocurría. 00:01:22
es decir, por ejemplo, en el caso que os he dibujado aquí 00:01:43
si quiero calcular la presión que hace el líquido sobre la bolita 00:01:46
veis que va en todas las direcciones, no solo hacia abajo debido a su peso 00:01:50
como ocurriría con los sólidos, porque es un líquido 00:01:55
o por ejemplo, si tuviéramos un globo lleno de gas y lo rompemos 00:01:57
veis por aquí arriba, pues en este caso la presión del aire va en todos los sentidos 00:02:01
¿de acuerdo? porque es un fluido 00:02:06
insisto, esta es la diferencia que tienen los líquidos y los gases con los sólidos 00:02:08
que la presión de los fluidos no solo es debida a su peso, va en todas las direcciones. 00:02:13
Bueno, empezamos con la hidrostática, la hidrostática es la parte de la física que estudia el comportamiento de los fluidos en reposo. 00:02:19
Y empezamos con el principio fundamental de la hidrostática que nos sirve, bueno, vamos a ver en este caso para líquidos. 00:02:26
Ahora veremos más arriba que se puede modificar ligeramente para los gases, pero en principio este principio fundamental solo es válido para los líquidos. 00:02:34
Entonces, bueno, pues sirve para calcular la presión que hace, bueno, o que tenemos dentro de un líquido, en el interior de un líquido, ¿vale? 00:02:42
Y vamos a comprobar al final que va a depender de la profundidad y de la densidad del líquido, no del volumen del líquido, ¿de acuerdo? 00:02:50
Que podríamos pensar que depende de ese volumen, pues no, ya veréis que no. 00:02:57
Bueno, entonces tenemos aquí un cilindro, veis que lo he llenado de agua hasta aquí arriba, pero quiero calcular la presión que se produce en ese punto interior, ¿vale? 00:03:01
Bueno, pues la presión que se produce en este punto es debida al peso del líquido. 00:03:10
Ya hemos dicho que esto lo tienen en común con los sólidos. 00:03:16
Entonces, bueno, pues es debida a su peso, al peso concretamente de toda esta masa de agua que tiene por encima. 00:03:19
Entonces, esto empiezo poniendo que el peso de ese líquido será su masa por su gravedad. 00:03:25
Esto ya lo sabemos. 00:03:29
A su vez, la masa del líquido la podemos poner en función de la densidad y el volumen. 00:03:30
¿Sabéis que la densidad es masa entre volumen? 00:03:34
Pues la masa será densidad por volumen, ¿vale? 00:03:36
Y el último paso que he dado es que he puesto ese volumen, ¿veis? Este volumen que sería el volumen de esta parte de agua ahí arriba, ¿veis? Que es un cilindro, ¿no? Toda esa masa de agua. 00:03:38
Entonces, el volumen de un cilindro será la superficie de la base del cilindro por la altura de esa cantidad de agua, ¿veis? S por H. He sustituido el volumen por superficie por altura. 00:03:48
Bien, eso sería el peso. He puesto peso y no P para no confundirlo con la presión. Entonces, nos vamos a la presión. Sabemos que la presión hemos dicho que es fuerza por unidad de superficie. 00:03:59
En este caso, ¿qué fuerza hace este líquido sobre ese punto? Pues su peso, ¿vale? Este peso que hemos calculado aquí. 00:04:08
Entonces sustituyo ese peso por esto que hemos calculado aquí arriba, dividido entre las superficies. 00:04:16
Se nos van las superficies y nos aparece el primer principio de la hidrostática, que nos dice que la presión en el interior de un líquido depende de la altura de ese líquido, 00:04:20
veis la profundidad por la densidad del líquido por la gravedad bueno para los gases pues no es 00:04:32
exactamente no es válido este principio pero porque no es válido porque a ver en un líquido 00:04:38
se considera que la densidad es constante vale los líquidos no son compresibles por tanto en 00:04:42
todo el líquido la densidad no va a cambiar pero en un gas no es exactamente así la densidad de 00:04:48
los gases no es algo constante los gases se pueden comprimir de acuerdo es según va cambiando la 00:04:53
altura también puede ir cambiando la densidad por tanto no podríamos utilizar este principio. Ahora 00:04:59
bien podemos hacer una modificación podemos calcular la variación de la presión de un gas 00:05:04
a dos alturas determinadas que tampoco estén muy lejanas entre ellas ¿de acuerdo? Entonces ahí sí 00:05:09
que se supone que en un tramo de no demasiado grande la densidad del gas sí que va a ser 00:05:15
constante entonces podríamos aplicarlo y calcular la variación de presión de gas entre dos puntos a 00:05:20
diferentes alturas que insisto no sean muy distantes entonces sí que nos valdría porque 00:05:25
si no sólo serviría para los líquidos bueno seguimos un poquito vamos a pasar ahora a una 00:05:30
vez que hemos visto este principio de la hidrostática a hablar de la presión atmosférica voy a decir 00:05:38
cuatro pinceladas de acuerdo la presión atmosférica es la presión que ofrece la atmósfera debido a su 00:05:42
peso para la atmósfera son gases los gases pesan y ejercen presión explicamos el experimento de 00:05:47
Torricelli, ¿de acuerdo? Para ver las diferentes 00:05:54
unidades de presión. Mirad, Torricelli 00:05:56
hizo un experimento muy sencillo que 00:05:58
consistía en que en un tubo vacío 00:06:00
lo llenó de mercurio, ¿de acuerdo? Un tubo 00:06:02
finito, alargado, lo llenó de mercurio, que sabéis que 00:06:04
es líquido. A continuación le puso 00:06:06
un taponcito, lo tapó, ¿vale? 00:06:08
Y lo colocó boca abajo, 00:06:10
con el tapón para abajo, dentro 00:06:12
de una cubeta que también estaba llena de mercurio. 00:06:14
Quitó el tapón 00:06:17
y entonces, bueno, pues lo primero que 00:06:18
podía pensar es que todo ese mercurio caería 00:06:20
del tubo? Bueno, pues no, comprobó que solamente cabía una parte y se quedaba el mercurio lleno 00:06:22
760 milímetros de altura o 76 centímetros. ¿Esto por qué es debido? Bueno, pues creo que ya lo 00:06:28
sabéis, la atmósfera ejerce una presión sobre el líquido y a su vez sobre este líquido que 00:06:35
hace que el líquido no caiga. La atmósfera está haciendo presión que ayuda a que ese líquido esté 00:06:41
dentro del tubo y no caiga de manera completa 00:06:46
¿vale? 00:06:49
bueno, pues en este experimento 00:06:50
a esta presión concretamente la que bajaba 00:06:52
hasta 760 00:06:54
pues lo hizo al nivel del mar 00:06:55
se le llamó una atmósfera 00:06:58
¿de acuerdo? una atm 00:07:00
y se utilizó la atmósfera como unidad 00:07:01
de presión, también se utilizó 00:07:04
como unidad de presión el milímetro de mercurio 00:07:06
¿vale? por eso si tenéis problemas 00:07:09
en los que las unidades los den en atmósferas 00:07:11
lo podéis cambiar también a milímetros de mercurio 00:07:12
¿con qué equivalencia? con esta 00:07:15
Una atmósfera son 760 milímetros de mercurio. Eso os permitiría cambiar la unidad. Y luego también os he puesto la equivalencia con la unidad internacional que os comentaba antes que era el pascal. Una atmósfera son 101.293 pascales. 00:07:16
¿De acuerdo? Bueno, para terminar comentaros que existen dos dispositivos que tenéis que saber diferenciar para medir la presión. 00:07:33
¿De acuerdo? Los aparatos que miden la presión atmosférica, es decir, de gases en libertad podríamos decir, se denominan barómetros con B. 00:07:41
En cambio, pues los aparatos de los que sí que hemos hablado alguna vez que miden la presión de fluidos pero normalmente encerrados se denominan manómetros. 00:07:50
Como por ejemplo el aparato que utilizamos para medir la presión de una rueda. 00:07:57
Gracias. 00:08:03
Subido por:
María B.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
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Fecha:
13 de mayo de 2024 - 12:56
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Público
Centro:
CPR INF-PRI-SEC NTRA. SRA. DE LA PROVIDENCIA
Duración:
08′ 03″
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1.78:1
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