considere el tubo en U , de áreas diferentes A1 y A2.
El nivel del líquido en el lado derecho, ¿estará en A, B o C?
Considere el diferencial de área∆ A1.
Para la suma de fuerzas de este diferencial, hay que considerar:
1- La fuerza que hace la presión atmosférica del lado 2.
2-La fuerza que hace presión atmosférica del lado 1.
3-El peso del líquido del lado 2, por encima del nivel del diferencial.
4- Peso del líquido del lado 1, por debajo del nivel del diferencial
5- El peso del líquido del lado 1, por debajo del diferencial.
6- El peso del líquido del lado 1, por encima del diferencial.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
La fuerza que hace la presión atmosférica del lado 1 se cancela con la del lado 2. ¿Por qué? La presión atmosférica se aplica sobre la superficie del lado 2 y produce una fuerza Fp atm sup 2 = P0A2. Pero según el principio de Pascal, esta fuerza no se transmite a lo largo del tubo, sino que es solo la presión, por lo que cuando la presión atmosférica del lado 2 llega hasta donde está el diferencial 1, la fuerza sobre dicho diferencial es Fp atm lado 2 dif 1 = P0∆A. De igual forma, la presión atmosférica que se aplica sobre el lado 1 llega al diferencial como la fuerza Fp atm lado 1 dif 1 = −P0∆A, de modo que se cancelan.
Siguiendo con ese razonamiento, vemos que el peso que hace el líquido de ambos lados por debajo del nivel se cancela (el peso del lado izquierdo va para abajo, provoca una fuerza hacia abajo, mientras que el peso del lado derecho va hacia abajo, provoca una fuerza hacia arriba, pero como lo que se transmite es la presión, el área sigue siendo ∆A), y de igual manera con el peso del líquido por encima del nivel del diferencial, siempre y cuando el nivel sea B, por lo que la respuesta correcta es que si el líquido está en equilibrio, el nivel del lado 2 debe estar en B.
Este ejemplo es meramente conceptual, para despejar cualquier duda. También podríamos haber dicho que es B por el principio de los vasos comunicantes, aunque ahora sabemos por qué dicho principio funciona.
Explicación paso a paso:
Respuesta:
la sección de la sonda paralela al movimiento del fluido. En el caso de fluidos en reposo, no hay
diferencia en cómo se coloque la sonda de presión.
b) Presión de impacto o de choque o de estancamiento: Es la presión ejercida por
el fluido sobre un plano perpendicular a la dirección de la corriente, debido a los choques de
las moléculas por el movimiento aleatorio y el movimiento del fluido (p+1/2v
2
, siendo la
densidad del fluido y v el módulo de la velocidad puntual del fluido). Por tanto, la sonda
deberá tener la sección perpendicular y encarada a la dirección de la corriente.
c) Presión cinética, dinámica o de velocidad: Es la diferencia entre las presiones
de impacto y estática (1/2v
2
), que será nula en el caso de fluidos en reposo.
Figura 1.1. Presión estática y de impacto en un fluido en movimiento
Además, es frecuente encontrar otras definiciones diferentes de presión en función de otras
causas distintas al modo de insertarse la sonda de medida, como presión absoluta,
hidrostática, manométrica, etc.
Para el caso de líquidos en reposo, se denomina presión hidrostática a la presión que ejerce el
peso gravitatorio de la porción de líquido situada por encima de la sonda medidora, siendo
realmente una diferencia de presión entre dos puntos. Sin embargo, esta presión hidrostática
es despreciable en el caso de gases. También pueden definirse otros tipos de presión en
función del equipo con que se mida, que se verán posteriormente en la sección dedicada a los
equipos de medida.
Aunque en el SI la unidad de presión es el Pascal (Pa 1 N/m2
), es más frecuente expresar la
presión en kPa o MPa. También es muy frecuente la utilización de bar, atm y kg/cm2
, unidades
todas ellas parecidas y prácticamente equivalentes (1 bar 105
Pa, 1 atm 1.013 bar, 1 bar
1.02 kg/cm2
), sin olvidar la unidad de presión del sistema inglés psi (pound per square inch, 1
bar = 14.50 psi).