Page 324 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

15.3 Presión del fluido 305

Solución: El área total es 10 (6.5 X 10 6 m2) o 65 X 10 6 m2. Por tanto, la presión es
F mg
P = - = —
A A
(80 kg)(9.8 m/s2) 7 ,
= ----- — ----- = 1.21 X 107 N/m2
65.0 X 10 m
Recuerde que un N/m2 es un pascal (Pa), podemos escribir la presión total como
P = 1.21 X 107 Pa = 12.1 MPa
Cuando el área de un zapato en contacto con el suelo disminuye (como sucede con al­
gunos zapatos de tacón), la presión aumenta. Es fácil ver por qué deben considerarse estos
factores en la construcción de suelos.

Presión del fluido
Es importante la diferencia entre cómo actúa la fuerza sobre un fluido y cómo lo hace sobre
un sólido. Puesto que el sólido es un cuerpo rígido, puede soportar que se le aplique una
fuerza sin que cambie apreciablemente su forma. Por otra parte, un líquido puede soportar
una fuerza únicamente en una superficie o frontera cerrada. Si el fluido no está restringido en
su movimiento, empezará a fluir bajo el efecto del esfuerzo cortante, en lugar de deformarse
elásticamente.
La fuerza que ejerce un fluido sobre las paredes del recipiente que lo contiene
siempre actúa en forma perpendicular a esas paredes.
Ésta es una característica propia de los fluidos que hace que el concepto de presión sea muy
útil. Si se perforan agujeros a los lados y al fondo de un barril con agua (véase la figura 15.2),
se demuestra que la fuerza ejercida por el agua es en cualquier parte perpendicular a la su­
perficie del barril.
Al reflexionar un momento se deduce que el líquido también ejerce una presión hacia
arriba. Cualquier persona que haya tratado de mantener una balsa por debajo de la superficie
del agua se convence de inmediato de la existencia de una presión hacia arriba. En realidad
nos damos cuenta de que

Los fluidos ejercen presión en todas direcciones.
La figura 15.3 muestra un líquido bajo presión. Las fuerzas actúan sobre la cara del ém­
bolo, sobre las paredes del recipiente y sobre las superficies del objeto suspendido, como se
aprecia en la figura.

Figura 15.2 Las fuerzas ejercidas por un fluido Figura 15.3 Los fluidos ejercen presión en todas
sobre las paredes del recipiente que lo contiene son direcciones,
perpendiculares en todos los puntos.