Definición
La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie.
Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:
Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión es el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa)
1 Pa = 1 N/m2
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura. Esta unidad está relacionada con la experiencia de Torricelli que encontró, utilizando un barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión atmosférica era equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de altura.
En este caso la fuerza se correspondería con el peso (m·g) de la columna de mercurio por lo que
P = m·g / A
Como la masa puede expresarse como el producto de la densidad por el volumen (m = d V), tendremos:
P = d·V·g /A
y dado que el volumen es el producto de la superficie de la base por la altura (V = A h), tendremos
P = d A h g / A
|
que podemos simplificar quedando:
P = d·g·h
que nos permite calcular la presión en función de la densidad, la intensidad del campo gravitatorio y la altura de la columna.
Sustituyendo los correspondientes valores en la ecuación anterior tenemos que:
P = d·g·h = 13600 kg/m3 · 9,8 N/kg · 0,76 m ˜ 101300 N/m2 = 101300 Pa
Según la teoría cinética, la presión de un gas está relacionada con el número de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.
En este trabajo usaremos la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg):
1 atm = 101300 Pa = 760 mm Hg = 14.7 Lib / in
EJEMPLOS:
Saul tiene una masa de 76 Kg y se encuentra sobre una loseta de 15 cm por lado, si la loseta es cuadrada. ¿Cual es la presión que ejerce sobre la loseta que esta parado? representa tu resultado en atmósferas.
SOLUCIÓN.
Datos.
m = 76 Kg
g = 9.81 m /s2
A = 15 x 15 = 225 cm2 = 0.0225 m2
W = m g = 76 x 9.81 = 745.56 N
= W / A = 745.56 / 0.0225 = 33136 Pa
33136 Pa ( 1 atm / 101300) = 3.27 x 10-4
P = 3.27 x 10-4 Pa
ACTIVIDAD.
Resolver ejercicios 12, 13 y 15 de su libro de texto.
Resolver ejercicios 12, 13 y 15 de su libro de texto.
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