Encontramos presión en todas partes: cuando abrimos el grifo, cuando sostenemos una botella de refresco abierta con los pulgares y la agitamos, o cuando andamos en bicicleta.
Al bucear o pasar la aspiradora, la presión también influye.
Y el médico incluso puede escuchar la presión en tu cuerpo: el latido del corazón bombea sangre a través del torrente sanguíneo a presión.
Conozcamos la presión.
Indice de Contenidos
La Presión
La presión P se define como el cociente de la fuerza F que actúa perpendicularmente sobre una superficie S.
La fórmula de la presión será:
P = F / S
Si la Fuerza F la ponemos en Newtons y la Superficie o Área en metros cuadrados, la unidad de presión será:
Newtons/metros2 o Pascales
1 Newton/m2 = 1 Pascal (Pa)
La unidad de presión es Newtons partido por metro cuadrado o el Pascal (Pa):
Podemos decir entonces que:
La presión indica la fuerza con la que un cuerpo actúa sobre un área de un metro cuadrado.
Otra unidad muy utilizada es el «bar».
1 bar = 10 5 Pa
De la fórmula de la presión deducimos que:
–Cuanto mayor es la fuerza que actúa sobre una superficie, mayor es la presión.
–Cuanto menor sea el área sobre el que actúa la fuerza, mayor será la presión.
Si aumenta la fuerza F con la misma área A, entonces la presión P también aumenta.
Por otro lado, si aumenta el área A sin cambiar la fuerza F, la presión disminuye.
¿Y si la Fuerza no es Perpendicular a la Superficie?
Entonces el vector fuerza solo deberemos tener en cuenta la componente perpendicular del vector fuerza.
En la imagen anterior solo la parte roja del vector, la perpendicular al área sobre el que hace la fuerza, será considerada para medir la presión sobre la superficie A.
La componente vertical de F será por trigonometría = F x seno del ángulo.
Luego la presión sería: F x seno θ / A
Recuerda que la Presión es un valor igual a la relación entre la fuerza que actúa perpendicularmente a la superficie y el área de esta superficie.
Presión Absoluta, Relativa y Diferencial
No hay presión en el espacio, sino vacío.
Tan pronto como llegues a la atmósfera terrestre, la presión aumenta continuamente siendo al nivel del mar aproximadamente de 1Bar en condiciones normales.
La presión de referencia más clara es la presión cero (vacío), que prevalece en el vacío del universo.
Una presión relacionada con esta presión de referencia se llama presión absoluta.
La Presión Absoluta siempre se mide como la diferencia con la presión en el vacío.
Como en el vacío no hay presión, la presión absoluta siempre será positiva.
Esto significa que la presión ambiental y, por tanto, las influencias externas como el clima o la altura sobre el nivel del mar no influyen en la medición de la presión.
Para distinguirlo de otros tipos de impresión, se marca con el subíndice abs, que se deriva del latín “absolutus”, que significa separado, independiente.
Los barómetros miden la presión absoluta.
La presión que se debe medir con mayor frecuencia en el campo de la tecnología es la relativa.
La Presión Relativa es la diferencia entre 2 presiones, la presión absoluta Pabs y la Presión Atmosférica (la del aire que rodea)
Pr = Pabs – Patm
Dado que la presión relativa no mide la diferencia con el vacío, sino con la presión ambiente predominante actualmente (presión atmosférica), las medidas de esta presión cambian debido a influencias externas como el clima o la altura sobre el nivel del mar.
La relativa es la más utilizada.
Cuando la presión absoluta es mayor que la presión atmosférica será una presión positiva, en el caso contrario, se habla de presión negativa.
La Presión Diferencial es la diferencia entre dos presiones P1 y P2
Δp = p 1 – p 2
La presión que miden los manómetros es una presión relativa diferencial, ya que suelen compara la presión atmosférica con la de dentro del circuito que controlan su presión.
¿Cómo se Mide?
En general, podemos decir que la presión se mide con el Manómetro.
Mide la fuerza que actúa sobre una superficie.
Ver : Manómetro.
Hay manómetros que miden la presión absoluta y otros para medir la relativa.
Suelen tener una escala que mide la presión en bares o en kg/cm2
La presión del aire o atmosférica se mide con un barómetro.
Se necesitan barómetros para hacer el pronóstico del tiempo.
En los aviones, la altitud de vuelo se determina con barómetros.
Para saber más visita: Barómetro.
Diferencia entre Fuerza y Presión
En física, la fuerza y la presión se diferencian entre sí de la siguiente manera:
-La fuerza F indica la fuerza con la que un cuerpo actúa sobre otro cuerpo.
-La presión P es el efecto de una fuerza sobre una determinada superficie.
La presión nos indica la fuerza con la que un cuerpo actúa sobre un área de un metro cuadrado.
La Fuerza es la Fuerza sobre todo el área del cuerpo.
Fíjate en el ejemplo siguiente:
Las 2 cajas ejercen la misma fuerza sobre el suelo, ya que tienen el mismo peso, pero ejercen diferente presión.
La razón de esto es la distribución del peso.
La caja 1 tiene un área más grande y el peso se distribuye en más superficie
En cambio, la presión que ejerce la caja 2 sobre el suelo es mayor ya que el peso se distribuye en un área más pequeña.
Por este miso motivo no te hundes en la nieve cuando te pones unos esquíes o unas raquetas de nieve, tienen mayor superficie que la planta del pie y entonces no te hundes.
Presión por Líquidos y Gases
Cuando llena un recipiente con gas, el gas crea una presión en la pared del recipiente.
Las partículas de gas ejecutan un movimiento browniano dentro del contenedor , es decir, chocan repetidamente entre sí de manera desordenada e intercambian sus impulsos en el proceso.
Como resultado, sucede que algunas de las partículas golpean la pared del recipiente.
Debido a que ejercen una fuerza sobre la superficie de la pared, se crea una presión.
La presión en la pared es mayor cuando la temperatura del gas es más alta.
Porque al aumentar la temperatura, las partículas tienen más energía cinética (movimiento) y una velocidad más alta y, por lo tanto, ejercen una fuerza mayor sobre la pared.
La llamada presión hidrodinámica se crea de manera similar cuando un líquido fluye alrededor de un obstáculo.
En el punto de impacto, el líquido «presiona» contra el obstáculo y, por lo tanto, provoca una presión adicional, que también aumenta al aumentar la velocidad del flujo.
Para saber más visita: Principio de Arquímedes.
Presión por Peso
La fuerza más conocida que puede causar presión es el peso.
Esto sucede cuando un gas, un líquido o un sólido descansa o se apoyan sobre una superficie.
Hace una fuerza sobre la superficie donde se apoya por lo que crea una presión.
Para saber más visita: Masa, Peso y Gravedad
Presión de Gravedad
La presión de la gravedad surge cuando una columna de líquido o gas se coloca sobre un objeto y presiona con su peso (el del aire o el agua).
La presión atmosférica, que nos afecta a todos, pertenece a la presión gravitacional.
Es la fuerza de la columna de aire que está por encima de nosotros.
Esta presión atmosférica disminuye rápidamente con la altitud, al nivel del mar es alrededor de 1 Bar.
Esto es debido a que la densidad del aire disminuye con la altitud, haciéndolo más ligero por unidad de volumen.
Para saber más ver: Presión Atmosférica.
La mejor forma de sentir la presión de la gravedad es buceando.
Cuanto más profundo te sumerges, más grande se vuelve la columna de agua sobre ti.
Como resultado, un peso cada vez mayor actúa sobre tu cuerpo y, con él, una mayor presión de gravedad, que incluso puedes sentir en tus oídos.
Para saber más visita: Masa, Peso y Gravedad
Presión Arterial
En nuestro propio cuerpo hay presión en el torrente sanguíneo.
El corazón es una gran bomba que crea esta presión y asegura que la sangre nueva sea rica en oxígeno y llegue a todas las partes del cuerpo.
¿Por Qué es tan Importante?
La presión gravitacional de la atmósfera y la presión en tus venas, que bombea tu sangre a través de tu cuerpo, te acompañan a lo largo de toda tu vida.
También encontramos presión física en muchos lugares de nuestra vida diaria.
Por ejemplo, hay más presión en los neumáticos de los coches y las bicicletas, y gracias a ello la conducción es mucho más eficiente.
También usamos presión en nuestro casa, por ejemplo, gracias a los vasos comunicantes y la presión del agua podemos suministrar agua a los pisos superiores que están más altos.
En muchas máquinas, la fuerza se transmite a través de fluidos que se someten a una presión.
Estas máquinas se llaman máquinas hidráulicas.
Una versión simple de estas máquinas es el sistema de frenado del automóvil.
Cuando se empuja, se aplica presión a un líquido de frenos que luego transfiere la fuerza a una pastilla de freno.
A continuación, se presiona contra el disco de freno del neumático.
Estas máquinas hidráulicas se diseñan a menudo como amplificadores de potencia.
Se utiliza, por ejemplo, con gatos hidráulicos o con maquinaria de construcción , como una excavadora, para levantar cargas pesadas.
Veamos más ejemplos de presiones.
Ejemplos de Presiones
Presión de un billete de 5 € apoyado plano sobre la mesa 0,9 Pa
Presión ejercida por una ligera corriente de viento 10 Pa
Presión que pueden ejercer los pulmones de una persona sana 9,8 kPa
Presión arterial en un adulto sano 16 kPa
Presión de una mordedura humana promedio 1.1 MPa
Ejercicios sobre Presión
1. Calcula la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie de 0.040 metros cuadrados
P = F/S
P = 120/0,040 = 3.000Pa
3. Halla el valor en Pascales de las siguientes unidades de presión:
a) 13 kp/cm2 ; b) 73 cm Hg y c) 1200 mb
Solución:
a) 1,27 106Pa;
b) 9,73104Pa;
c) 1,2105 Pa
4. Una aguja hipodérmica de sección 0,01 mm2 se clava en la piel con una fuerza de 50 N. ¿Cuál es presión ejercida?
Solución: P= 5109 Pa
5.Sobre un émbolo de sección 3 cm2 que se mueve dentro de un pistón se coloca una masa de 20 kg.
¿Qué presión ejerce en el fluido del interior del pistón?
Solución: P= 6,54105 Pa
6.Calcula la presión que soporta un submarino que navega a 150 m de profundidad si la densidad del agua es 1030 kg/ m3
Solución: P = 1,51106 Pa
7.
8.El piso más alto de un edificio está a 30 m arriba del sótano.
Calcula cuánto mayor es la presión de agua en el sótano en comparación con la presión en el piso más alto.
Solución: la presión es 300 kPa mayor.
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