Hidrostático, ¿qué es? Definición, presión hidrostática y fórmulas

La hidrostática es la rama de la física que estudia las propiedades de los fluidos en reposo, como la densidad, la presión y la flotabilidad.

En Física existen varios conceptos encargados del estudio de las propiedades físicas de líquidos, gases o sólidos. Así, la Hidrostática es la parte de la Física que estudia las propiedades existentes en los fluidos en reposo. 

En este caso, se entiende por fluidos las sustancias que adoptan la forma de los recipientes en los que se encuentran, tras la acción de una fuerza exterior. Así, las principales propiedades estudiadas por la Hidrostática son la densidad, la presión y la fuerza de flotación. 

Básicamente, la densidad se encarga de medir cuánta materia tiene una sustancia, es decir, el fluido, en cada espacio. Según el Sistema Internacional de Unidades (SI), los kilogramos por metro cúbico (kg/m³) es la unidad utilizada para medir la densidad de un fluido. 

¿Qué es la Hidrostática?

Como se mencionó anteriormente, la Hidrostática es la rama de la Física que estudia las propiedades de los fluidos en reposo. Además de la densidad, ya detallada anteriormente, también tenemos la presión hidrostática y la flotabilidad. 

En hidrostática, cuanto mayor es la profundidad de un fluido, más presión ejerce.

La presión hidrostática es la parte que representa la cantidad de fuerza que ejerce un fluido en reposo para que pueda ejercer fuerza sobre una superficie.

En otras palabras, la profundidad de un cuerpo sumergido en un fluido depende de la presión que se ejerza sobre él. En este caso, la unidad de presión es el pascal (Pa), que representa la presión de 1 newton por metro cuadrado (N/m²).

La flotabilidad es la fuerza que los fluidos ejercen sobre los cuerpos que están sumergidos en él. Un ejemplo muy común son las burbujas de gas que salen de las bebidas carbonatadas.

Además, es la misma fuerza que hace, por ejemplo, que un barco, un cubito de hielo o incluso un corcho floten sobre el agua. La flotabilidad está representada por el Teorema de Arquímedes, siendo la unidad de medida el newton. 

propiedades fluidas

La hidrostática presenta conceptos específicos que determinan las propiedades de los fluidos, es decir, de los líquidos que están en reposo. En este caso, esta área de la Física tiene algunos conceptos principales, como la densidad, la presión y la flotabilidad. 

Densidad

La densidad es la cantidad de materia que tiene un fluido dentro de un espacio. En otras palabras, representa la concentración de materia del fluido dentro de un volumen.

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Por lo tanto, si la densidad de un fluido es mayor que la densidad de un cuerpo, entonces el cuerpo flotará en la superficie del fluido, como un cubo de hielo dentro de un refresco, por ejemplo. 

Ahora bien, si la densidad de ambos, es decir, del fluido y la densidad, es la misma, entonces el cuerpo estará equilibrado con el fluido. Por otro lado, el cuerpo se hunde si la densidad del cuerpo alcanza un valor mayor que la densidad del fluido. 

Por tanto, para calcular la densidad de un fluido, tenemos que utilizar la siguiente fórmula: d = m/v . Donde, d es la densidad, m es la masa y v es el volumen. 

presion hidrostatica

La presión hidrostática se caracteriza como la fuerza que ejercen los fluidos entre sí. Un ejemplo común es, al nadar, sentir la presión que el agua ejerce sobre el cuerpo. En este sentido, cuanto más profunda sea una inmersión, por ejemplo, mayor será la presión hidrostática ejercida sobre el cuerpo. 

Para que se analice la presión hidrostática, es necesario observar la densidad del fluido y la aceleración de la gravedad, que están directamente relacionadas con la presión. Para ello, la presión hidrostática se calcula de la siguiente manera: P = d . H. gramo. 

Por tanto, la fórmula representa la presión hidrostática (p), la densidad del líquido (d), la altura del líquido en el recipiente (h) y, por último, la aceleración de la gravedad (g). En el Sistema Internacional de Unidades, la presión se mide en Pascales (Pa). 

Flotabilidad

La flotabilidad, en hidrostática, es una fuerza, también llamada impulsión, que ejerce un cuerpo sobre un fluido que se encuentra sumergido. En este sentido, la fuerza de flotación es el resultado de la fuerza que ejerce un fluido sobre un cuerpo dado. 

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Un ejemplo de la fuerza de flotación es la fuerza hidrostática que se produce cuando estamos en la piscina, por ejemplo. Eso es porque es posible sentir el cuerpo más ligero cuando se sumerge en el agua, ya sea en una piscina o en el mar. 

La flotabilidad se estudia mediante el Teorema de Arquímedes, es decir, la fuerza que ejerce un líquido sobre un cuerpo dado ya se estudiaba en la antigüedad. Por tanto, el teorema, o Ley de Flotabilidad, dice que si la fuerza hidrostática es mayor que la intensidad del peso, el cuerpo siempre volverá a la superficie. 

Por otro lado, si la fuerza de flotación tiene la misma intensidad que la fuerza del peso, entonces el cuerpo permanecerá en equilibrio, es decir, no subirá ni bajará. Finalmente, si la fuerza de flotación es menor que la intensidad de la fuerza del peso, entonces el cuerpo se hunde.

La fuerza de flotación, al ser una cantidad vectorial , tiene dirección, magnitud y dirección. Por tanto, para calcular este tipo de fuerza se utiliza la siguiente fórmula:

mi = re F . Ir fd . gramo

Dónde,

E : fuerza de empuje

df : densidad del fluido

V fd : volumen de fluido

g : aceleración de la gravedad

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