Hola Taringueros! Hoy les presento un nuevo post, espero que sea interesante para todos. Lo redacte y me costó mucho trabajo, sepan valorar el esfuerzo !
La presión y sus aspectos.
Pero primero, vamos a empezar por LAS FUERZAS Y LOS MOVIMIENTOS.
Si soltás un objeto cualquiera que tenés en tus manos, seguro se cae al suelo.
Todos los objetos (o cuerpos) del universo se atraen entre sí, mediante la fuerza gravitatioria o fuerza peso. Esta fuerza puede verse visualmente en el ejemplo que di antes, cuando tirás un objeto al suelo, este seguramente va a caerse. Pero, no en todos los lugares se cumple la misma teoría, ya que, por ejemplo en la Luna, el peso de un cuerpo pesa ¡seis veces menor que en la Tierra!
Las FUERZAS, como el peso, consiste en producir un efecto en otros cuerpos, como ponerlo en Movimiento, detenerlo o deformarlo. Cuando un objeto está en total estado de quietud, significa que este cuerpo está en Equiibrio es decir, que todas las fuerzas que se emiten sobre él se neutralizan entre sí, haciendo que el objeto no cambie su velocidad.
Bueno, ahora voy a explicarles la Fuerza empuje.
Por ejemplo, agarrá un balde y llenalo de agua, y tomá una botella vacía, y empujala lentamente hacia el fondo del balde. Con esto podrás darte cuenta que, mientras más hundis la botella,mayor fuerda debes ejercer, y cuando soltás ésta, sube rápidamente porque se acelera.
Esta aceleración por parte de la botella demuestra que e agua hizo en ella una fuerza vertica hacia arriba, que se llama Fuerza Empuje.
NOTA: Esto te ayudará a entender lo demás.¿Qué son los fluidos? Los fluidos son todos los gases y líquidos.
¿Se entiende todo hasta ahora?
Bueno, ahora si les explicaré la PRESIÓN.
Cuando un fluido está en contacto con una superficie (por ejemplo, la pared de un recipiente que contenga este fluido) las moléculas del fluido chocan contra la superficie en muchas direcciones. Si el fluido está en equilibrio, el origen a estos choques es una fuerza realizada sobre la superficie, en dirección perpendicular a ella. Además, en cualquier manera en que se oriente esa superficie la fuerza aplicada siempre tendrá la misma intensidad.
La presión (S) de un fluido es la intensidad de la fuerza (F) que éste realiza sobre una superficie que se toma como una unidad. Por ejemplo, si sobre una superficie de 1cm cuadrado, un fluido ejerce una fuerza de 24 N (newtons), a presión sería:
P = 24 N /1cm cuadrado = 24 N/cm cuadrado.
En cambio, si la superficie fuerda de 2 cm cuadrados, la presión resultante sería:
P = 24 N / 2 cm cuadrados = 12N /cm cuadrado.
La relación general es: P = F/S (Presion es igual a fuerza sobre superficie).
La unidad más usada de presión es el PASCAL (Pa): 1 Pa = 1N/m cuadrado.
NOTA: NEWTON: Nombre de una unidad que se usa para medir a intensidad de las fuerzas.
Efectos de la presión sobre los fluidos.
Te doy un ejemplo de esto.
Cuando apretamos levemente con un dedo o una lapicera un globo inflado con aire, se lleva a cabo un incremento de la presión que el aire del globo hace sobre nuestro dedo o lapicera, haciendo equilibrio en nuestra fuerza. Ese aumento de presión se transmite a todos los puntos de la pared del globo, por eso puede decirse que se pone "más duro" en todos los puntos.
Para comprobar esto, podés agujerear con un alfiler un globo desinflado o una bombita de carnaval, y luego llenarlo con agua. Si apretas el globo con las manos, podés mirar que los chorritos de agua salen con más rapidez. Esto se debe a que ejerciste una presión sobre el globo, y al transmitirse a todos los puntos, el globo se vacía más rápido. Si algun chorrito siguiera con la misma intensidad, quiere decir que la presión que se ejerció cerca del agujerito por donde sale el agua es la misma que antes.
El principio de Blaise Pascal y la prensa hidráulica.
Blaise Pascal [1623-1662]
Lo que podía verse en la experiencia del globo pinchado es algo que pasa siempre en los fluidos y se conoce como el principio de Pascal, en honor al francés Blaise Pascal que descubrió esto y se resume así:
Cuando un fluido en equilibrio aumenta la presión en un punto, el mismo aumento de presión se transmite a todos los puntos del fluido.
Esto puede resumirse también con el sistema de la prensa hidráulica, un sistema que se usa para conseguir una fuerza muy grande a partir de la aplicación de una fuerza pequeña. Contiene líquido en un recipiente cerrado con 2 cuellos, uno mucho más angosto que el otro. El cuello angosto se cierra con un émbolo móvil que puede accionarse con un pedal o una palanca, ye l cuello ancho, con otro émbolo que sostiene el objeto a prensar.
Cuando se baja la palanca del cuello angosto, se produce un aumento de presión en el líquido que, de acuerdo con el principio de Pascal, se transmite al resto del fluido. Resulta entonces que los dos émbolos estarán a la misma presión y, por lo tanto, sobre el que tiene más área resultará aplicada una fuerza mayor.
Por ejemplo, si e émbolo ancho tiene una superficie 10 veces mayor que la del angosto, la fuerza aplicada en él será 10 veces mas que la que se realiza con el émbolo angosto, es decir, que aumenta la fuerza x10. Un caso similar es de los frenos de los autos, cuando presionamos el pedal, que se transforma en una intensa fuerza que traba las ruedas del auto.
Acá les dejo una imagen de la prensa hidráulica, donde se puede ver más o menos como funciona:
La intensidad de la presión atmosférica:
Si enfrentás 2 sopapas de goma humedecidas en sus bordes y presionándolas hasta que queden unidas, y luego intentás separarlas, podrás ver que resulta muy difícil. Esto se debe a que cuando presionás las 2 sopapas, el aire se expulsa de interior, que queda entonces a una presión menor a la que tiene el aire de afuera. Para separarlas, tenés que vencer a la presión atmosférica.. Pero, cuando dejás entrar aire, sin ningún esfuerzo podés separarlas.
La medición de la presión atmosférica:
El primero en medir la presión atmosférica fue el físico italiano Evangelista Torricelli [1608-1647] quien creó un simple método para hacerlo. Agarró un tubo delgado de vidrio de un metro de largo, cerrado en uno de sus extremos y lo llenó con mercurio líquido, que es muy denso Cuidando que no quedara nada de aire dentro de tubo alcanzo una altura de 76 cm. Éste no descendió más debido a que el aire de la atmósfera presiona la superficie del mercurio que está en la fuente. Es decir, la atmósfera presiona tanto como una columna de mercurio de 76 cm de alto.
Haciendo sus cálculos, encontró e valor de la presión atmosférica: ¡casi 10 toneladas por metro cuadrado de superficie!
Los cuerpos sumergidos y el principio de Arquímedes:
Arquímedes de Siracusa [287-212 a.C.]
Si colocás una bolita de plastilina en un vaso lleno con agua y luego, con la misma bolita, modelás y hacés un barquito y lo pones con cuidado en el agua, se puede ver como la bolita se hunde, y el barquito flota.
Como ya expliqué, cuando un cuerpo está en total o parcialmente sumergido en un fluido, experimenta un efecto producido por la gravedad, la fuerza empuje. Pero.. ¿Cómo se origina?
El fluido que rodea al cuerpo presiona sus paredes, de manera que en todos los puntos de la superficie de contacto aparece soobre el cuerpo una fuerza perpendicular a la superficie. La intensidad de esta fuerza es mayor cuanto más profundo está el punto en cuestión y para todos los puntos que están a la misma profundidad, la fuerza tiene la misma intensidad.
Entonces,si se suman todas las fuerzas aplicadas en la sup. del cuerpo sumergido, se observa que se compensan en la dirección horizontal, pero en la dirección vertical "ganan" las fuerzas que apuntan desde abajo hacia arriba. El resultado es el empuje que el cuerpo experimenta hacia arriba.
Para que un cuerpo quede flotando, el empuje que recibe debe ser igual de intenso que su peso. El que encontró una explicación a esto fue Arquímedes de Siracusa, y establece lo siguiente:
El empuje recibido por un cuerpo es igual al peso del fluido que desplaza (es decir del fluido que ocuparía la parte sumergida).
Para aquellos que no entendieron el principio, puedo explicárselos de una manera más fácil, el lugar que ocupa la bolita de plastilina en el agua, es igual a la fuerza empuje que es ejercida sobre la bolita de plastilina.
Como una última conclusión, digo que: mientras más grande sea la superficie presentada, menor será la presión que se aplicará sobre dicha superficie.
Un ejemplo para eso, puede ser los hombres que caminan con el calzado-raqueta por la nieve, ya que la superficie de la raqueta, es mayor a la de nuestro pie, por eso se origina menos presión y, por ende, no podemos hundirnos en la nieve.
También un ejemplo es el de los ilusionistas que se acuestan sobre una cama de clavos. Pero uds. se preguntarán.. ¿Por qué no se lastiman?
Esto se debe al mismo principio que el del ejemplo anterior, como la superficie de todos los clavos es mayor a la de nuestro cuerpo, no se ejerce tanta presión, y por eso los clavos soportan el peso de nuestro cuerpo. Si el ilusionista se acostara sobre unos pocos clavos, su cuerpo sería mas pesado y seguramente saldria herido.
Bueno, acá termina el post, espero que les haya gustado y servido, esto lo aprendí el año pasado, y me gustó mucho el tema, y decidí explicárselos a uds, que pueden no entenderlo Espero sus comentarios !
Ando pensando en hacer mi próximo post con el tema de cómo pueden volar los aviones.. si quieren que así sea, diganlo en los comentarios !
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La presión y sus aspectos.
Pero primero, vamos a empezar por LAS FUERZAS Y LOS MOVIMIENTOS.
Si soltás un objeto cualquiera que tenés en tus manos, seguro se cae al suelo.
Todos los objetos (o cuerpos) del universo se atraen entre sí, mediante la fuerza gravitatioria o fuerza peso. Esta fuerza puede verse visualmente en el ejemplo que di antes, cuando tirás un objeto al suelo, este seguramente va a caerse. Pero, no en todos los lugares se cumple la misma teoría, ya que, por ejemplo en la Luna, el peso de un cuerpo pesa ¡seis veces menor que en la Tierra!
Las FUERZAS, como el peso, consiste en producir un efecto en otros cuerpos, como ponerlo en Movimiento, detenerlo o deformarlo. Cuando un objeto está en total estado de quietud, significa que este cuerpo está en Equiibrio es decir, que todas las fuerzas que se emiten sobre él se neutralizan entre sí, haciendo que el objeto no cambie su velocidad.
Bueno, ahora voy a explicarles la Fuerza empuje.
Por ejemplo, agarrá un balde y llenalo de agua, y tomá una botella vacía, y empujala lentamente hacia el fondo del balde. Con esto podrás darte cuenta que, mientras más hundis la botella,mayor fuerda debes ejercer, y cuando soltás ésta, sube rápidamente porque se acelera.
Esta aceleración por parte de la botella demuestra que e agua hizo en ella una fuerza vertica hacia arriba, que se llama Fuerza Empuje.
NOTA: Esto te ayudará a entender lo demás.¿Qué son los fluidos? Los fluidos son todos los gases y líquidos.
¿Se entiende todo hasta ahora?
Bueno, ahora si les explicaré la PRESIÓN.
Cuando un fluido está en contacto con una superficie (por ejemplo, la pared de un recipiente que contenga este fluido) las moléculas del fluido chocan contra la superficie en muchas direcciones. Si el fluido está en equilibrio, el origen a estos choques es una fuerza realizada sobre la superficie, en dirección perpendicular a ella. Además, en cualquier manera en que se oriente esa superficie la fuerza aplicada siempre tendrá la misma intensidad.
La presión (S) de un fluido es la intensidad de la fuerza (F) que éste realiza sobre una superficie que se toma como una unidad. Por ejemplo, si sobre una superficie de 1cm cuadrado, un fluido ejerce una fuerza de 24 N (newtons), a presión sería:
P = 24 N /1cm cuadrado = 24 N/cm cuadrado.
En cambio, si la superficie fuerda de 2 cm cuadrados, la presión resultante sería:
P = 24 N / 2 cm cuadrados = 12N /cm cuadrado.
La relación general es: P = F/S (Presion es igual a fuerza sobre superficie).
La unidad más usada de presión es el PASCAL (Pa): 1 Pa = 1N/m cuadrado.
NOTA: NEWTON: Nombre de una unidad que se usa para medir a intensidad de las fuerzas.
Efectos de la presión sobre los fluidos.
Te doy un ejemplo de esto.
Cuando apretamos levemente con un dedo o una lapicera un globo inflado con aire, se lleva a cabo un incremento de la presión que el aire del globo hace sobre nuestro dedo o lapicera, haciendo equilibrio en nuestra fuerza. Ese aumento de presión se transmite a todos los puntos de la pared del globo, por eso puede decirse que se pone "más duro" en todos los puntos.
Para comprobar esto, podés agujerear con un alfiler un globo desinflado o una bombita de carnaval, y luego llenarlo con agua. Si apretas el globo con las manos, podés mirar que los chorritos de agua salen con más rapidez. Esto se debe a que ejerciste una presión sobre el globo, y al transmitirse a todos los puntos, el globo se vacía más rápido. Si algun chorrito siguiera con la misma intensidad, quiere decir que la presión que se ejerció cerca del agujerito por donde sale el agua es la misma que antes.
El principio de Blaise Pascal y la prensa hidráulica.
Blaise Pascal [1623-1662]
Lo que podía verse en la experiencia del globo pinchado es algo que pasa siempre en los fluidos y se conoce como el principio de Pascal, en honor al francés Blaise Pascal que descubrió esto y se resume así:
Cuando un fluido en equilibrio aumenta la presión en un punto, el mismo aumento de presión se transmite a todos los puntos del fluido.
Esto puede resumirse también con el sistema de la prensa hidráulica, un sistema que se usa para conseguir una fuerza muy grande a partir de la aplicación de una fuerza pequeña. Contiene líquido en un recipiente cerrado con 2 cuellos, uno mucho más angosto que el otro. El cuello angosto se cierra con un émbolo móvil que puede accionarse con un pedal o una palanca, ye l cuello ancho, con otro émbolo que sostiene el objeto a prensar.
Cuando se baja la palanca del cuello angosto, se produce un aumento de presión en el líquido que, de acuerdo con el principio de Pascal, se transmite al resto del fluido. Resulta entonces que los dos émbolos estarán a la misma presión y, por lo tanto, sobre el que tiene más área resultará aplicada una fuerza mayor.
Por ejemplo, si e émbolo ancho tiene una superficie 10 veces mayor que la del angosto, la fuerza aplicada en él será 10 veces mas que la que se realiza con el émbolo angosto, es decir, que aumenta la fuerza x10. Un caso similar es de los frenos de los autos, cuando presionamos el pedal, que se transforma en una intensa fuerza que traba las ruedas del auto.
Acá les dejo una imagen de la prensa hidráulica, donde se puede ver más o menos como funciona:
La intensidad de la presión atmosférica:
Si enfrentás 2 sopapas de goma humedecidas en sus bordes y presionándolas hasta que queden unidas, y luego intentás separarlas, podrás ver que resulta muy difícil. Esto se debe a que cuando presionás las 2 sopapas, el aire se expulsa de interior, que queda entonces a una presión menor a la que tiene el aire de afuera. Para separarlas, tenés que vencer a la presión atmosférica.. Pero, cuando dejás entrar aire, sin ningún esfuerzo podés separarlas.
La medición de la presión atmosférica:
El primero en medir la presión atmosférica fue el físico italiano Evangelista Torricelli [1608-1647] quien creó un simple método para hacerlo. Agarró un tubo delgado de vidrio de un metro de largo, cerrado en uno de sus extremos y lo llenó con mercurio líquido, que es muy denso Cuidando que no quedara nada de aire dentro de tubo alcanzo una altura de 76 cm. Éste no descendió más debido a que el aire de la atmósfera presiona la superficie del mercurio que está en la fuente. Es decir, la atmósfera presiona tanto como una columna de mercurio de 76 cm de alto.
Haciendo sus cálculos, encontró e valor de la presión atmosférica: ¡casi 10 toneladas por metro cuadrado de superficie!
Los cuerpos sumergidos y el principio de Arquímedes:
Arquímedes de Siracusa [287-212 a.C.]
Si colocás una bolita de plastilina en un vaso lleno con agua y luego, con la misma bolita, modelás y hacés un barquito y lo pones con cuidado en el agua, se puede ver como la bolita se hunde, y el barquito flota.
Como ya expliqué, cuando un cuerpo está en total o parcialmente sumergido en un fluido, experimenta un efecto producido por la gravedad, la fuerza empuje. Pero.. ¿Cómo se origina?
El fluido que rodea al cuerpo presiona sus paredes, de manera que en todos los puntos de la superficie de contacto aparece soobre el cuerpo una fuerza perpendicular a la superficie. La intensidad de esta fuerza es mayor cuanto más profundo está el punto en cuestión y para todos los puntos que están a la misma profundidad, la fuerza tiene la misma intensidad.
Entonces,si se suman todas las fuerzas aplicadas en la sup. del cuerpo sumergido, se observa que se compensan en la dirección horizontal, pero en la dirección vertical "ganan" las fuerzas que apuntan desde abajo hacia arriba. El resultado es el empuje que el cuerpo experimenta hacia arriba.
Para que un cuerpo quede flotando, el empuje que recibe debe ser igual de intenso que su peso. El que encontró una explicación a esto fue Arquímedes de Siracusa, y establece lo siguiente:
El empuje recibido por un cuerpo es igual al peso del fluido que desplaza (es decir del fluido que ocuparía la parte sumergida).
Para aquellos que no entendieron el principio, puedo explicárselos de una manera más fácil, el lugar que ocupa la bolita de plastilina en el agua, es igual a la fuerza empuje que es ejercida sobre la bolita de plastilina.
Como una última conclusión, digo que: mientras más grande sea la superficie presentada, menor será la presión que se aplicará sobre dicha superficie.
Un ejemplo para eso, puede ser los hombres que caminan con el calzado-raqueta por la nieve, ya que la superficie de la raqueta, es mayor a la de nuestro pie, por eso se origina menos presión y, por ende, no podemos hundirnos en la nieve.
También un ejemplo es el de los ilusionistas que se acuestan sobre una cama de clavos. Pero uds. se preguntarán.. ¿Por qué no se lastiman?
Esto se debe al mismo principio que el del ejemplo anterior, como la superficie de todos los clavos es mayor a la de nuestro cuerpo, no se ejerce tanta presión, y por eso los clavos soportan el peso de nuestro cuerpo. Si el ilusionista se acostara sobre unos pocos clavos, su cuerpo sería mas pesado y seguramente saldria herido.
Bueno, acá termina el post, espero que les haya gustado y servido, esto lo aprendí el año pasado, y me gustó mucho el tema, y decidí explicárselos a uds, que pueden no entenderlo Espero sus comentarios !
Ando pensando en hacer mi próximo post con el tema de cómo pueden volar los aviones.. si quieren que así sea, diganlo en los comentarios !