La presión hidrostática

Ecuación fundamental de la presión hidrostática

Un fluido pesa y ejerce presión sobre los techos, suelo y el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en el. Esta presión, llamada "presión hidrostática", provoca en fluidos en reposo, una "fuerza" perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura del líquido con referencia del punto del que se mida.

Se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del SI,

Consecuencias de la ecuación fundamental

1. >Todos los puntos situados a igual distancia de la superficie libre de un líquido, o sea, los situados en el mismo plano horizontal, tienen la misma presión.
2. Todos los puntos de la superficie libre de un líquido están a la misma altura y, por tanto, la superficie es plana y horizontal.
3. De la ecuación se deduce que la presión aumenta con h; es decir, con la profundidad.

La fuerza que soporta el fondo

La presión hidrostática sobre el fondo de un recipiente solo depende de la densidad del líquido  y de la altura del líquido  (g es constante e igual a 9,8 m/s2). Cuanto mayor es  la densidad de un líquido, mayor es la presión. Todos los puntos de un líquido que están a la misma profundidad, tienen la misma presión

La presión sobre el fondo de un recipiente solo depende de la densidad y de la altura del líquido que queda por encima. La fuerza total soportada por el fondo de un recipiente de superficie del fondo S y que está soportando una presión hidrostática p es:

F=p.S = d.g⋅h.S

siendo d la densidad del líquido y h la distancia del fondo a la superficie.

La presión sobre las paredes

La presión de un líquido sobre las paredes del recipiente que lo contiene viene dada por la fórmula p = d.gh, siendo h la distancia que hay desde el punto de la pared que se considere al nivel libre del líquido. Esta presión no se observa frecuentemente porque, al ejercerse en todas direcciones, se contrarresta.

Vasos comunicantes

Los vasos comunicantes son vasos que están unidos entre sí y que tienen un fondo común. Si tenemos 2 tubos comunicados y echamos agua, el líquido del agua subirá por los dos tubos hasta alcanzar la misma altura en los dos tubos y se quedará en reposo. Si echamos más agua el líquido subirá la misma altura en los dos vasos. 

Siempre que tengamos un solo líquido igual en todos los vasos comunicantes, sucederá que el liquido igualará la altura en todos los vasos comunicantes, pero si el líquido es diferente en cada vaso esto ya no ocurrirá, luego lo veremos. Esto se debe a la presión atmosférica, ya que el aire de la atmósfera ejerce la misma presión en la superficie de ambos vasos (el peso del aire por arriba del líquido), equilibrándose el sistema al alcanzar el mismo nivel o altura si la presión fuera diferente tambien lo seria su altura.

Si se trata de vasos comunicantes con dos líquidos de distinta densidad y no miscibles entre sí, las alturas alcanzadas a partir de la superficie de separación de los dos líquidos son inversamente proporcionales a las densidades respectivas.