Fundamentos básicos de hidrostática

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HIDROSTÁTICA
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La HIDROSTÁTICA es la parte de la Estática de Fluidos que estudia el comportamiento de los líquidos en reposo.
Profesor: Dennis A. Soto Velásquez
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DENSIDAD .
Es una magnitud escalar que se define como la cantidad de masa por unidad de volumen que posee un cuerpo o sustancia.
Donde: 
: Masa ()
: Volumen 
: Densidad 
El hierro es más denso que la madera debido a que sus moléculas están más juntas entre sí, por tanto existe mayor masa en el mismo volumen. 
Algunos Conceptos...
Ejemplo:
Dato:
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	Densidades de varias sustancias
	Sustancia	Densidad 
	Aire 	0.0012
	Alcohol etílico	0.81
	hielo	0.92
	Agua	1.00
	Glicerina	1.26
	aluminio	2.70
	acero	7.80
	hierro	7.86
	bronce	8.60
	cobre	8.92
	plata	10.50
	plomo	11.30
	mercurio	13.60
	oro	19.30
	platino	21.4
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DENSIDAD RELATIVA .
PESO ESPECÍFICO .
Es la magnitud escalar cuyo valor se define como el peso que posee un cuerpo por cada unidad de volumen.
Donde: 
 w: Peso (N)
 V: Volumen 
 : Peso específico 
Es una magnitud adimensional.
Definida como la relación que existe entre dos densidades. Por ejemplo, la densidad relativa de respecto a .
Además, note que:
(la relación entre el peso específico y la densidad)
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PRESIÓN.
Es una magnitud escalar, cuyo módulo mide la distribución de una fuerza sobre la superficie en la cual actúa.
: Fuerza () 
: Área () : Presión (: Pascales)
Donde:
Concluimos que:
A mayor área, menor presión.
A menor área mayor presión.
Si:
entonces:
luego:
Por lo tanto:
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La Tierra está rodeada por una capa de aire (atmósfera) que por tener peso, presiona a todos los objetos de la Tierra, esta distribución de fuerzas toma el nombre de presión atmosférica.
La presión media de la atmósfera terrestre a nivel del mar, 1 atm, es una unidad que no corresponde al SI, pero es usada comúnmente y se expresa en otras unidades:
Presión Atmosférica
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Presión Hidrostática.
Es la presión que ejerce un líquido sobre cualquier cuerpo sumergido. Esta presión existe debido a la acción de la gravedad sobre el líquido; se caracteriza por actuar en todas las direcciones y por ser perpendicular a la superficie del cuerpo sumergido. La presión en el punto “A” es:
Donde: 
: Densidad del líquido 
: Aceleración de la gravedad 
: Profundidad ()
La fuerza ejercida por el fluido sobre el objeto siempre es perpendicular a las superficies de éste.
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Prensa Hidráulica
Es un dispositivo mecánico formado por dos cilindros de diferentes secciones comunicados interiormente formando un único recipiente, ajustados, cada uno, por un émbolo que encierra en su interior a un líquido. En él se verifica que toda fuerza aplicada al émbolo menor se convierte en otra de mayor valor aplicada sobre el émbolo mayor.
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Ley Fundamental de la Hidrostática.
“La diferencia de presiones hidrostáticas entre dos puntos pertenecientes a un mismo líquido, que se encuentran a diferentes profundidades, es igual al peso específico del líquido por la diferencia de profundidad”.
Note que: esto significa que todos los puntos pertenecientes a un mismo líquido que se encuentran a la misma profundidad, soportan igual presión hidrostática.
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Observaciones.
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La presión de un líquido en un punto es igual al producto de la profundidad hasta dicho punto por el peso específico del líquido.
Si , el punto está situado en la superficie libre del líquido. Las presiones en la superficie libre de un líquido son iguales a cero.
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Vasos Comunicantes.
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Se conoce como vasos comunicantes a un conjunto de recipientes comunicados entre sí, como se ilustra en a figura.
 Si echamos un líquido por una de sus ramas se observará que el nivel alcanzado es todas las ramas es al misma, esto se debe a que las presiones en un mismo nivel el líquido son iguales. 
Por el principio de Pascal:
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LÍQUIDOS INMISCIBLES.
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Son aquellos líquidos que al ser juntados no llegan a mezclarse.
Líquidos inmiscibles: aceite vegetal, leche y miel.
Cuando se juntan líquidos inmiscibles, los líquidos menos densos tienden a subir a la superficie y los más densos tratan de quedarse en el fondo del recipiente. En el gráfico:
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Empuje 
Es la resultante de todas las fuerzas que un líquido aplica a un cuerpo sumergido. Se representa mediante un vector dirigido verticalmente hacia arriba.
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Principio de Arquímedes
“Si un cuerpo está sumergido parcial o totalmente en un líquido, la fuerza de empuje que el líquido le aplica es igual al peso del volumen del líquido desplazado”.
 Donde: 
 : Densidad del líquido 
g: Aceleración de la gravedad 
: Volumen sumergido 
 : Empuje ()
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