NO ME SALEN
   (EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC)
   FLUIDOS - HIDROSTÁTICA

 

desesperado

 

 

FIS H5 - Si la parte superior de su cabeza tiene un área de 100 cm², ¿cuál es el peso del aire sobre usted? ¿Por qué no nos aplasta?

El peso del aire... ¿si el aire no pesa nada?

   
Fluídos - Ricardo Cabrera

 

Verás que no es del todo así. Según se cuenta le debemos a Evangelista Torricelli esta fecunda imagen: “Vivimos en el fondo de un océano de aire”.

Por un lado la idea de "peso" es algo forzada cuando se trata de fluidos, pero por otro, si el aire no se pierde en el espacio abandonando la Tierra es porque cada molécula que lo compone: pesa, o sea, es atraído por la Tierra. Y el conjunto de moléculas -o sea, la atmósfera- ídem.

Cómo... ¿no es usted? Perdón...
sin la peluca... no lo reconocí.

   

Cuando de fluidos se trata, ya sean líquidos o gaseosos, es más apropiado tratar con presiones que con fuerzas. Mirá.

Acá tenemos la definición de presión (para ahondar más en el asunto andá al apunte teórico):

   
  presión =    fuerza       pr =    F    
  área     A  
   

Por lo tanto, para conocer la fuerza ejercida por la presión atmosférica (la que hace el aire) sobre un área, A, de 100 cm2, basta con despejar fuerza:

F = pratm . A

F = 101.300 Pa . 0,01 m²

  la presión atmosférica en la superficie terrestre vale 101.300 Pa
 

F = 1.013 N

¡101 kilos!
   

Efectivamente, llama un poco la atención que podamos vivir cómodamente si nuestra calota debe soportar una fuerza de 101 kilos, y hasta nos parece entendible que soportando todo el tiempo ese peso nos terminemos quedando pelados. Pero analicemos un poco la segunda pregunta del enunciado: ¿por qué esa fuerza no nos aplasta?

Por un lado, si nuestra cabezas estuvieran vacías... no cabría duda: semejante fuerza nos aplastaría como la suela de un zapato a una cucaracha. (Muchas veces -sobre todo cuando miro televisión- me sorprende que el aplastamiento no ocurra). Pero resulta que nuestras cabezas no están vacías (ni el resto del cuerpo tampoco) sino que están llenas de tejido vivo que, además, se encuentra empaquetado a una presión igual a la exterior. De modo que la calota recibe desde adentro una fuerza igual a la que le hace el aire desde afuera.

Más aún: el empaquetamiento de los tejidos corporales se halla a una presión levemente superior a la exterior (la atmosférica). De eso me doy cuenta fácilmente, porque cuando me pincho sale sangre en lugar de entrar aire.

Por otro lado, las presiones no tienen dirección y sentido como las fuerzas, no son vectores. O sea que la misma presión soporta el cuero cabelludo, el abdomen, la cola... toda la piel. Por eso la imagen de "peso" resulta inapropiada, engañosa. Los pesos son siempre verticales, pero al ejercerse dentro de un fluido los sucesivos choques y rebotes entre las moléculas del fluido terminan ejerciendo fuerzas (minúsculas) en todas direcciones (incluída la dirección vertical hacia arriba) cuyo efecto total queda mucho mejor descripto por el concepto de presión.

   

 

   

DESAFÍO: ¿Si 1 dm² de piel (de la parte del cuerpo que sea) soporta 100 kilos de afuera y 100 kilos de adentro... cómo es que las células de la piel no mueren aplastadas?

  Fluídos - Ricardo Cabrera
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