Presión hidrostática, o la presión que un fluido ejerce en equilibrio en un cierto punto en el fluido debido a la gravedad, aumenta a profundidades más bajas a medida que el fluido puede ejercer más fuerza desde el líquido por encima de esa punto.
Puede calcular la presión hidrostática del líquido en un tanque como la fuerza por área para el área del fondo del tanque dada por presión = fuerza / unidades de área. En este caso, la fuerza sería el peso que ejerce el líquido sobre el fondo del tanque debido a la gravedad.
Si desea encontrar la fuerza neta cuando conoce la aceleración y la masa, puede calcularla comoF = ma, según la segunda ley de Newton. Para la gravedad, la aceleración es la constante de aceleración gravitacional,gramo. Esto significa que puede calcular esta presión como
P = \ frac {mg} {A}
para una misametroen kilogramos, áreaAen pies2 o m2, ygramocomo la constante gravitacional de aceleración (9,81 m / s2, 32,17405 pies / s2).
Esto le brinda una forma aproximada de determinar las fuerzas entre las partículas para el líquido en el tanque, pero asume que la fuerza debida a la gravedad es una medida precisa de la fuerza entre partículas que causa presión.
Si desea tener más información en cuenta usando la densidad del fluido, puede calcular la presión hidrostática de un líquido usando la fórmulaP = ρ g hen el cualPAGes la presión hidrostática del líquido (en N / m2, Pa, lbf / pie2, o psf),ρ("rho") es la densidad del líquido (kg / m3 o babosas / pie3), gramoes la aceleración gravitacional (9,81 m / s2, 32,17405 pies / s2) yhes la altura de la columna del fluido o la profundidad donde se mide la presión.
Fórmula de presión de fluido
Las dos fórmulas se ven similares porque son el mismo principio. Puedes derivarP = ρ g hdeP = mg / Autilizando los siguientes pasos para obtener la fórmula de presión para fluidos:
- P = mg / A
- P = ρgV / A: reemplazar masametrocon densidadρveces el volumenV.
- P = ρ g h: reemplazarVIRGINIAcon alturahporqueV = A x h.
Para el gas en un tanque, puede determinar la presión utilizando la ley de los gases idealesPV = nRTpara presionPAGen atmósferas (atm), volumenVEn m3, número de lunaresnorte, constante de gasR8.314 J / (molK) y temperaturaTen Kelvin. Esta fórmula tiene en cuenta las partículas dispersas en un gas que dependen de las cantidades de presión, volumen y temperatura.
Fórmula de presión de agua
Para agua de 1000 kg / m3 que tiene un objeto a 4 km de profundidad, puede calcular esta presión como
P = 1000 \ text {kg / m} ^ 3 \ times 9.8 \ text {m / s} ^ 2 \ times 4000 \ text {m} = 39200000 \ text {N / m} ^ 2
como ejemplo, uso de la fórmula de la presión del agua.
La fórmula de presión hidrostática se puede aplicar a superficies y áreas. En este caso, puede utilizar la fórmula directaP = F / Apara presión, fuerza y área.
Estos cálculos son fundamentales para muchas áreas de investigación en física e ingeniería. En la investigación médica, los científicos y médicos pueden utilizar esta fórmula de presión de agua para determinar la presión hidrostática de los fluidos en los vasos sanguíneos como el plasma sanguíneo o los fluidos en las paredes de la sangre vasos.
La presión hidrostática en los vasos sanguíneos es la presión ejercida por el líquido intravascular (es decir, el plasma sanguíneo) o el líquido extravascular en la pared. (es decir, endotelio) del vaso sanguíneo en órganos humanos como los riñones y el hígado al realizar diagnósticos o estudiar fisiología humana.
Las fuerzas hidrostáticas que impulsan el agua a través del cuerpo humano generalmente se miden usando la fuerza de filtración que el La presión hidrostática capilar se utiliza contra la presión del tejido que rodea los capilares cuando se bombea sangre a través del cuerpo.