FIS H.2 - A 150 metros de profundidad en el fondo del mar, se encuentra una baldosa prehispánica. Considerando que la baldosa tiene forma cuadrada, y que mide 20 cm de lado, calcula la presión y la fuerza que ejerce el agua de mar sobre la baldosa.

Δpr = ρ_mar . g . Δh

pr_150m — Pr_0m = ρ_mar . g . (150 m — 0 m )

Si usamos la escala absoluta la presión en la superficie (la atmosférica) tendremos:

pr_150m — 101.300 Pa = 1.025 kg/m³ . 10 m/s² . (150 m — 0 m )

pr_150m = 1.025 kg/m³ . 10 m/s² . 150 m + 101.300 Pa    (*)

No te asustes, eso es unas 16 atm. O sí.

En cambio si utilizamos la escala relativa (presión en la superficie = 0):

pr_150m = 1.025 kg/m³ . 10 m/s² . (150 m — 0 m )

pr_150m = 1.025 kg/m³ . 10 m/s² . 150 m 

O sea, 15 atmósferas. Al final discutimos qué escala es más conveniente y para qué. Bueno, como sea, vamos a la segunda pregunta:

Para conocer la fuerza recurrimos sencillamente a la definición de presión:

pr = F / A

Donde pr es la presión, F es la fuerza que estamos buscando y A el área de la baldosa. Vamos a expresar ese área en metros cuadrados para poder operar con la respuesta anterior. No te olvides que Pa = N/m², y un cuadrado de 20 cm tiene 400 cm², o lo que es lo mismo, 0,04 m².

F = 1,639 . 10⁶ N/m² . 0,04 m²

¿Cuándo es más apropiado utilizar escalas absolutas y cuándo relativas? Cuando queremos calcular la presión neta (o la fuerza neta) sobre un cuerpo hay que tener en cuenta la presión interna. En el caso de un cuerpo sólido (como una baldosa) la presión interna es algo que no tiene mucho sentido, de modo que la presión absoluta es lo correcto. En cambio si quisiésemos conocer la presión sobre el submarino (o sobre una claraboya del submarino) es más descriptivo utilizar la presión relativa, ya que si utilizamos la absoluta no debemos olvidar la presión del lado interno del submarino (o de la claraboya) que es igual a la atmosférica, y en ese caso debríamos restársela, con o que se vueve a la presión relativa.