Prof. Pedro Eche Querevalú

CTA

5to de Secundaria

2011

Contenido Temático

Recursos

Evaluación

Bibliografía

Créditos

Presentación

Inicio

Los movimientos internos que ocurren en los

seres vivos se basan en principios físicos.

Nuestro cuerpo está compuesto en gran parte de

líquidos como la sangre, la orina y secreciones

que se hayan en constantes movimientos.

La hidrostática es la rama de la mecánica de

fluidos que estudia los fluidos en estado de

equilibrio, es decir, sin que existan fuerzas que

alteren su movimiento o posición. Los principales

teoremas que respaldan el estudio de la

hidrostática son el principio de Pascal y el

principio de Arquímedes.

Presentación

Inicio

CONCEPTOS INHERENTES

PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

VASOS COMUNICANTES

PRESIÓN ARTERIAL

EL PRINCIPIO DE PASCAL

EL PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

EJERCICIOS

Contenido Temático

Inicio

CONCEPTOS INHERENTES

Fluido: sustancia que puede escurrir fácilmente y que puede cambiar de

forma debido a la acción de pequeñas fuerzas, es capaz de fluir, el

término comprende líquidos y gases.

Volumen (V): En matemáticas, medida del espacio ocupado por un

cuerpo sólido. El volumen se mide en unidades cúbicas, como metros

cúbicos o centímetros cúbicos en el sistema métrico decimal de pesos y

medidas. El volumen también se expresa a veces en unidades de medida

de líquidos, como litros:

1 litro = 1 l = 1 dm ³

CONTINUA>>

Inicio

CONCEPTOS INHERENTES

Densidad (δ ): relación entre la masa (m) y el volumen que ocupa.

δ = m/V [kg/m ³; g/cm ³]

Peso específico (ρ): relación entre el peso (P) y el volumen que ocupa.

ρ = P/V [N/m³; kg/m ³; gr/cm ³

CONTINUA>>

Inicio

CONCEPTOS INHERENTES

PresiónLa presión (p) en cualquier punto es la razón de la fuerza normal, ejercida sobre

una pequeña superficie, que incluya dicho punto.

p = F/A [N/m ²; kg/cm ²]

En la mecánica de los fluidos, fuerza por unidad de superficie que ejerce un

líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele

medirse en atmósferas (atmósfera); en el Sistema Internacional de unidades

(SI), la presión se expresa en newton por metro cuadrado (N/m ²):

1 N/m ² = 1 Pa (pascal)

La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio

en un barómetro convencional.

CONTINUA>>

Inicio

PRESIÓN HIDROSTÁTICA“La presión hidrostática se debe a la acción de la gravedad sobre el líquido; esto quiere

decir que se debe al peso del propio líquido y se manifiesta como un efecto de

compresión que actúa perpendicularmente en cada punto de la superficie del cuerpo

sumergido.”

Todo líquido en reposo ejerce una fuerza perpendicular a cualquier superficie en

contacto con él. Como esta fuerza se distribuye en toda la superficie, la llamamos

presión hidrostática.

La presión hidrostática (pH) en un punto situado debajo del nivel del agua depende de la

densidad del líquido ( ), de la profundidad (h) y de la aceleración gravitatoria (g).

En el S.I. la presión hidrostática se mide en pascales (Pa)

Donde:

g = aceleración gravitatoria.

= densidad del líquido.

h = profundidad o altura.CONTINUA>>

hgpH ..

Inicio

Ejemplo Presión Hidrostática“Una piscina de 5 m de profundidad se encuentra totalmente llena de agua. ¿Cuál es la

presión, en el fondo, debida únicamente al peso del agua?.”

Donde:

g = aceleración gravitatoria.

= densidad del líquido.

h = profundidad o altura

pH= presión hidrostática.

Rpta.- La presión que ejerce el agua en el fondo es de 49000 N por cada m2

En el SI 49000 Pa

CONTINUA>>

Pap

m

Np

ms

m

m

kgp

hgp

H

H

H

aguaH

49000

49000

5)8,9)(1000(

..

2

23

Inicio

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

La presión no es exclusiva de los líquidos. Los gases también ejercen presión

sobre el recipiente que los contiene.

Nuestra vida se desarrolla dentro de una atmósfera que contiene muchos gases,

por lo que continuamente estamos sujetos a una presión, conocida como la

presión atmosférica.

El aire, como cualquier sustancia cercana a la Tierra es atraído por ella; es decir,

el aire tiene peso. Debido a esto, la capa atmosférica que envuelve a la Tierra y

que alcanza una altura de decenas de kilómetros, ejerce una presión sobre los

cuerpos sumergidos en ella. Esta presión se denomina "presión atmosférica"

"Es la presión que ejerce el aire sobre los cuerpos sumergidos debido a la

acción del campo gravitatorio"

CONTINUA>>

Inicio

¿Cuál es le valor de la presión atmosférica?En 1643 el científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) determinó el

valor de la presión atmosférica al nivel del mar. Torricelli llenó con mercurio un

recipiente y un tubo de vidrio abierto solo por un extremo. Tapando el extremo

abierto, sumergió el tubo en el recipiente y al destaparlo observó que el mercurio

descendía hasta quedar a una altura de 760 mm.

Torricelli concluyó que la presión atmosférica (patm) es igual a la presión que

ejerce una columna de 760 mm Hg. Debido a este hecho, una de las unidades

para medir la presión es milímetros de mercurio, llamada también torr en

honor a Torricelli.

patm = 1 torr = 760 mm HgPara calcular la presión atmosférica patm al nivel del mar en pascales (Pa),

usamos la fórmula de la presión hidrostática:

patm = Hg g.h = (13 600 kg/m3) (9,8 m/s2) (0,76 m) = 101 293 Pa

Equivalencia: 760 mm Hg = 101 293 Pa

CONTINUA>>

Inicio

PRESIÓN ABSOLUTA

La presión absoluta pabs es la

presión total que soporta un punto

debido a la presión hidrostática pH

mas la presión externa pext que

existe sobre el líquido.

pabs = pH + pext

CONTINUA>>

Inicio

VASOS COMUNICANTES: PUNTOS ISOBÁRICOS

En la figura observamos que el nivel del

agua en los vasos tiene la misma altura, sin

importar la forma y la capacidad de estos.

Este hecho se debe a que el nivel del

líquido en cada vaso soporta la misma

presión externa. Es decir, los puntos A, B

y C son puntos isobáricos.

En general, se cumple que, para un líquido,

dos o más puntos ubicados al mismo nivel

son puntos isobáricos.

pA = pB = pC

A B C

Inicio

PROBLEMA RESUELTO

Calcula la presión hidrostática en kPa y en mm Hg que siente un buzo al

descender en el mar a una profundidad de 20 m.

( mar = 1 030 kg/m3).

Resolución:

1.- Calculamos la presión en pascales:

pH = mar g.h (1 030 kg/m) (9,8 m/s) (20 m)

pH = 201 880 Pa

La presión hidrostática a 20 m de profundidad es 202,0 kPa.

2.- Calculamos la altura de mercurio de dicha presión:

pH = Hg g.h

201 880 Pa = (13 600 kg/m) (9,8 m/s) h

H = 1,5 m

Rpta.- La presión hidrostática a 20 m de profundidad es 1 500 mm Hg.

Inicio

PRESIÓN ARTERIALLa presión arterial es la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las

arterias. Cada vez que el corazón late, bombea sangre hacia las arterias. Su

presión arterial estará al nivel más elevado al latir el corazón bombeando la

sangre. A esto se le llama presión sistólica. Cuando el corazón está en reposo,

entre un latido y otro, la presión sanguínea disminuye. A ésto se le llama la

presión diastólica.

En la lectura de la presión arterial se utilizan estos dos valores, las presiones

sistólica y diastólica. Generalmente, se escriben uno arriba del otro o uno

antes del otro. La lectura con valores de:

120/80 o menos son normales

140/90 o más indican hipertensión arterial

Entre 120 y 139 para el número más elevado, o entre 80 y 89 para el número

más bajo es prehipertensión

En el corazón, cuando el ventrículo izquierdo se contrae, la presión en la aorta

aumenta y alcanza su valor máximo entre 110 y 120 mm Hg. Cuando el

ventrículo se relaja, la presión arterial baja a su valor mínimo, que

generalmente es de 80 mm Hg.

CONTINUA>>

Inicio

¿CÓMO SE MIDE LA PRESIÓN ARTERIAL?El elemento utilizado para medir la presión arterial se denomina

esfingomanómetro, o más fácil tensiómetro. Es aquel que siempre vemos en

el consultorio del médico o en los departamentos de emergencias.

Consta de un manguito inflable que se coloca en el brazo y un reloj

especialmente calibrado para valorar los milímetros de mercurio de presión

que corresponden a la arteria del brazo (humeral).

Es sobre esta arteria que el médico coloca el estetoscopio para escuchar el

flujo a través de la misma.

Escuchando los cambios en el sonido del pulso, se evalúa cuanto se debe

inflar el manguito para detener el flujo sanguíneo en ese sector.

Una vez inflado, el aire del manguito se deja escapar lentamente hasta el

momento preciso en que la sangre comienza a fluir nuevamente.

En este momento el tensiómetro registra lo que se llama presión Máxima o

Sistólica de la sangre.

Luego se deja salir progresiva y lentamente el aire del manguito escuchando

el pasaje de la sangre, hasta que los sonidos se hacen inaudibles.

El tensiómetro ahora está registrando la presión Mínima o Diastólica de la

sangre.

La presión MÁXIMA se corresponde con la contracción del corazón y la

MÍNIMA es la que encontramos cuando este se relaja. CONTINUA>>

Inicio

¿CÓMO SE MIDE LA PRESIÓN ARTERIAL?La presión ARTERIAL se indica como un cociente entre el valor máximo y el

mínimo, por ejemplo, 160/90.

La presión arterial está determinada por una gran variedad de factores y suele

ser más elevada en los hombres que en las mujeres y los niños; además, es

menor durante el sueño. Existen valores de presión arterial aceptados como

normales para personas sanas según la edad:

80/45 en lactantes,

120/80 para personas de 30 años y hasta

140/85 a los 40 años o más.

El aumento de la arteria arterial es las personas mayores se debe a que las

arterias pierden elasticidad.

CONTINUA>>

Inicio

EL PRINCIPIO DE PASCALEn 1647 el matemático y filósofo francés Blaise Pascal formuló que los líquidos

tienen la propiedad de transmitir una presión externa con la misma

intensidad en todas las direcciones.

Este principio es el fundamento de toda máquina hidráulica, como el gato

hidráulico o la prensa hidráulica.

En la prensa hidráulica, la fuerza externa aplicada en el émbolo pequeño produce

una presión externa que se transmite con igual intensidad al émbolo grande; este

hecho hace que la fuerza que aparece en el émbolo grande sea muy intensa.

p1 = p2

En esta última relación notamos que la fuerza F2 es a F1 como A2 es a A1. Es

decir, si el Área A2 es 1000 veces el Área A1, entonces la fuerza que aparece

en el émbolo grande es 1000 veces la del émbolo pequeño.

CONTINUA>>

1

2

1

2

2

2

1

1

A

A

F

F

A

F

A

F

Inicio

PRINCIPIO DE ARQUIMEDES: El empuje de los líquidosEl segundo principio importante de la estática de fluidos fue descubierto

Arquímedes. Cuando un cuerpo está total o parcialmente sumergido en un fluido

en reposo, el fluido ejerce una presión sobre todas las partes de la superficie del

cuerpo que están en contacto con el fluido. La presión es mayor sobre las partes

sumergidas a mayor profundidad. La resultante de todas las fuerzas es una

dirigida hacia arriba y llamada el empuje sobre el cuerpo sumergido.

El notable matemático e inventor griego Arquímedes (287 -212 a.c) postuló que

el empuje (E) ejercido por un líquido sobre un cuerpo parcial o totalmente

sumergido es igual al peso del volumen del líquido desalojado por el

cuerpo.

E = (m. g) líquido desalojado

Si expresamos la masa del líquido en términos de la densidad del líquido y el

volumen desalojado, obtenemos:

E = ( V. g) líquido desalojado

Arquímedes también observó que el volumen desalojado VD es igual al volumen

sumergido VS

E = liq VS. g

CONTINUA>>

Inicio

1.- Una roca suspendida de un dinamómetro pesa 4 N. Cuando es sumergidacompletamente en agua desaloja un volumen de 100 cm3. Determinar lanueva marca del dinamómetro mientras la roca está sumergidacompletamente.

EJEMPLO:

Resolución:

1.- Calculamos el empuje, teniendo en cuenta

que el volumen desalojado es igual que el

volumen sumergido.

Rpta.- La nueva marca del dinamómetro es: 4N – 1N = 3 N

Datos:

P= 4 N

VD= 100 cm3

NE

smxmkgE

gVE

mxcmV

VV

Sliq

S

SD

1

)/10)(101,0)(/1000(

101,0100

233

333

CONTINUA>>

Inicio

Actividades interactivas

Recursos

Haz clic en “Actividades interactivas” para ingresar para desarrollar las actividades educativas

lúdicas

Inicio

Créditos

Presión hidrostática

http://perso.gratisweb.com/grupopascal/FLUIDOS%20Profe/FLUIDOS%20Profe/Carpeta%20unidad/Phidrostatica/index.htm

Estática de fluidos

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm

Gif presión hidrostática

http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.todonatacion.com/images/fuerzas/presionHidrostatica.gif&imgrefurl=http://www.todonatacion.com/Gran_t

ecnica/biomecanica.php%3Fpasado%3Dtension-superficial&usg=__w9O27FL9rH-De5dtil1wEYC-

Vcc=&h=550&w=550&sz=37&hl=es&start=0&tbnid=4s4el1Fv5PpIzM:&tbnh=117&tbnw=117&prev=/images%3Fq%3Dpresion%2Bhidrostatica%26hl%3Des%2

6sa%3DX%26biw%3D1003%26bih%3D535%26tbs%3Disch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=231&vpy=88&dur=932&hovh=224&hovw=224&tx=127&ty=127&ei=R5Np

TPLBKYL7lwfMmvCgBQ&oei=R5NpTPLBKYL7lwfMmvCgBQ&esq=1&page=1&ndsp=18&ved=1t:429,r:1,s:0

Presión atmosférica

http://gfrojas.blogspot.com/2008/12/la-presin-atmosfrica.html

Vasos comunicantes

raindrop-close2u.blogspot.com

Presión absoluta

http://www.caurium.com/clientes/rite2008/mod_001/unid_003a_000.html

Concepto de presión arterial

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/highbloodpressure.html

Imagen presión arterial

http://tipsfamilia.com/2008/08/16/hipertension-enemiga-silenciosa/

Conceptos

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrostatica

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/estatica_fluidos/ap03_hidroestatica.php