3.1.- La presión
Para entender la presión debes saber antes a que llamamos fuerza, ya que la presión es una magnitud derivada de otras magnitudes (fuerza y superficie)
Importante
Llamamos fuerza a toda acción ejercida sobre un objeto capaz de: moverlo (o detener su movimiento, o de cambiar su forma de moverse, más rápido, más lento o en otra dirección) o deformarlo. Se mide en una unidad llamada newton (N) en honor a Newton (su descubridor).
Imagen: MEC-ITE
Simplemente observando podemos apreciar que los cuerpos según sean blandos o rígidos (duros) se comportan de forma diferente cuando sobre ellos actúan fuerzas.
Observamos que los cuerpos rígidos, al recibir una fuerza no sufren deformaciones apreciables, mientras que si la misma fuerza actúa sobre un cuerpo blando se deformaría; así por ejemplo, el cemento endurecido no se deformaría, pero si lo haría el cemento "fresco", el barro o la nieve, si sobre cualquiera de estos cuerpos actuase una fuerza.
El efecto que las fuerzas producen sobre los sólidos blandos (deformables) viene determinado por la presión (P) que ejercen sobre ellos.
Vamos a llamar P a la presión, F a la fuerza y S a la superficie.
Actividad
Presión será entonces el cociente entre la fuerza aplicada (F) y la superficie (S) sobre la que se aplica y la unidad fundamental de presión es el pascal (Pa), en honor a su descubridor Blaise Pascal.
Un pascal es la presión que ejerce un newton sobre un metro cuadrado (de forma perpendicular)
P = F/S
Caso de estudio
Imagen: dreamstime
Para comprender mejor ésto, piensa: ¿prefieres que te pisen con un tacón fino o con un zapato plano?
En el primer caso, el peso de la persona se concentra en poca superficie (y donde se concentra duele un montón…) pero en el segundo el peso se reparte por toda la suela y el pisotón no es para tanto. Pues así funciona la presión, se divide la fuerza ejercida entre la superficie sobre la que la ejercemos.
Observa que cuanto menor sea la superficie S, para una misma fuerza, mayor es la presión.
Pre-conocimiento
Hagamos memoria:
En el bloque anterior estudiaste la presión atmosférica… te recomendamos que vuelvas a echar un vistazo a esa parte, con tus nuevos conocimientos.
En esta animación observamos que la masa de una columna de aire de 1 m2 es de 10300 kg.
También que la fuerza que ejerce esa columna de aire es igual a la masa de aire por la intensidad de la gravedad (constante "g" = 9,8 m/s2 ) y ya sabemos que la unidad de fuerza es el Newton (N).
La presión es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie:
P = F / S, si ponemos las unidades correspondientes
P = N / m2 el resultado que obtenemos es una unidad de presión llamada pascal (Pa).
Caso de estudio
Por ejemplo:
Para expresar la presión que ejerce una fuerza F = 10 N sobre una superficie S = 2 m2, escribimos:
P = F/S = 10 N/2 m2 = 5 N/m2 = 5 Pa.
Pre-conocimiento
Jugando con los tamaños
Es por esto que, la presión nos vale para conocer los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos más o menos blandos: Presiones muy grandes son capaces incluso de "romper" sólidos muy rígidos.
- Puede, a veces, interesarnos ejercer grandes presiones para lograr estos efectos. Entonces tendremos que disminuir al máximo, la superficie de contacto: cuchillos, agujas, clavos, etc.
- Por el contrario, otras veces, tendremos que evitar que el sólido se "rompa" o se "hunda", y entonces lo que haremos será aumentar la superficie de contacto: esquíes, orugas de los tractores, etc.
Otras unidades son:
-
El kilopondio por centímetro cuadrado (kp/cm2), o vulgarmente llamado kilos de presión.
1 kp es la fuerza total que se ejerce sobre una superficie plana y horizontal una masa de 1 kg que descansa sobre la misma por efecto de la gravedad de la Tierra, así 1 kp = 9.81 N.
Por tanto 1 kp/cm2= 9.81 N/0.0001 m2 = 98100 N/m2= 98100 Pa.
Igualmente 1 kp/m2= 9.81 Pa.
- La atmósfera (atm),es también muy importante: 1 atm=101325 Pa.
- El bar: 1 bar = 100000 Pa.
Efectivamente, dividimos los 95n entre los 5m2 y lo tenemos.
No es así, divide la fuerza entre la superficie.