2.-DESARROLLO-DEL-TEMA-LA-PRESION

Experiencia de aprendizaje : LA PRESIÓN Realiza la siguiente experiencia. Necesitas 10 tubos de cartón de papel higiénico. 1 21. Coloca un tubo de cartón en el suelo y, 3 apoyándote ligeramente sobre una mesa, párate sobre él en un solo pie.2. Coloca dos tubos de cartón en el suelo y párate sobre ellos. Observa lo que sucede.3. Luego coloca los tubos formando dos filas y párate sobre ellos de tal forma que tu pie abarque todos.  ¿En qué caso pudiste apoyar todo el cuerpo sin deformar el tubo? ¿Por qué? De la experiencia se puede deducir que...Cuando apoyas tu pie sobre un tubo de cartón, estás aplicando una fuerza (tu peso) sobreuna superficie (el tubo de cartón). Uno o dos tubos no podían soportar tu peso y por esose deformaban, pero varios tubos soportaron tu peso sin deformarse. Esto sucede porquetu peso se distribuye sobre una mayor superficie de tal forma que cada tubo soportamenos peso.La acción de una fuerza sobre una superficie se llama presión. Cuanto mayor sea lasuperficie, menor será la presión.

Concepto de presión y unidadesComo has visto en el experimento anterior, la acción de una fuerza sobre unasuperficie se llama presión. Cuanto mayor es la superficie sobre la que actúa lafuerza, menor será la presión.La presión es la fuerza ejercida sobre una unidad de áreaPresión = Fuerza P= F Área ALa presión es una magnitud. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidadde presión es el Pascal (Pa).Un pascal es la presión que ejerce la fuerza de 1 La unidad de presiónnewton (N) en 1 m2. Por lo tanto, reemplazando lleva el nombre delen la fórmula, se tiene: científico francés Blas Pascal, se usa con 1 Pa = 1 N/m2 fines científicos; por ejemplo, para hacerEn la práctica esta unidad es muy pequeña y se estudios del clima.suele emplear el hectopascal (hPa), es decir, Las otras unidades secentenares de pascales. usan en actividades prácticas; por ejemplo,Existen otras unidades de presión que se usan juntocon el pascal. Estas son la atmósfera y el bar. para medir la presiónLa presión también se expresa en kgf/m2 de las llantas. Relación de proporcionalidad entre magnitudesLa fórmula que acabas de ver P = F/A expresa la relación que existe entre lasmagnitudes de presión, fuerza y área. El concepto matemático de proporcionalidad directa o inversa te ayudará a analizar las relaciones existentes entre estas magnitudes. De la fórmula: P = F se tiene: P α F y P α 1 AA Relación 1:La expresión P α F quiere decir que la presión es directamente proporcional a la fuerzaaplicada sobre un área o superficie determinada. Esto significa que la presión obtenida alaplicar una fuerza sobre una determinada área aumentará si se aumenta la fuerza ydisminuirá si se reduce la fuerza.76 La presión y el calor

Comprueba esta situación mediante el siguiente ejercicio: Un colchón de una plaza mide 185 × 79 cm, es decir, tiene un área de 14 615 cm2. ¿Cuándo se ejercerá mayor presión si se acuesta una persona de 70 kg o cuando se acuestan dos personas de 70 kg cada una?Por una relación de proporcionalidad, se puede decir fácilmente que, si el peso aumenta,la presión sobre el colchón aumenta.Hagamos los cálculos utilizando la fórmula para obtener la presión. P = F ................................ (1) Generalmente se usan indistintamente A los términos peso y masa. Pero debes recordar que, por ser el peso unaLa fuerza F estará determinada por el fuerza, se mide en newton (N) y lapeso. Entonces se requiere hallar el masa en kilogramos (kg). Por lopeso del cuerpo que será igual a la tanto, cuando te dicen que el peso esfuerza: de 70 kg, en realidad te están dando la masa del cuerpo. Para calcular el ω = 70 kg × 10 sm2 peso se empleará la fórmula: ω = 700 kg × m ω=m×g s2 ω = peso del cuerpo ω = 700 N = F g = aceleración de la gravedad =10Si la fuerza tiene como unidad el newton, sm2 m = masa del cuerpoentonces el área (A) se expresará en m2: 1 m2A = 14 615 cm2 × = 1,4615 m2 10 000cm 2Redondeando: A = 1,5 m2Reemplazando en la fórmula (1) se tiene: P1 = 700 N = 466,666 Pa 1,5 m2En el caso de las dos personas, la presión será: ω= 2 70 kg × 10 m = 1400 kg × m = 1400 N s2 s2El área es la misma, o sea: A = 1,5 m2 RecuerdaReemplazando en la fórmula (1) se tiene: que el newton (N) es la unidad de fuerza: P2 = 1400 N = 933,333 1 kg × sm2 = 1 N Pa 1,5 m2 P1 < P2 77La presión y el calorEfectivamente, si la fuerza aumenta, la presión también aumenta.

Relación 2:La expresión P α 1 quiere decir que la presión es inversamente proporcional al área Asobre la cual se aplica la fuerza.Esto significa que la presión obtenida al aplicar una fuerza sobre una determinada áreaaumentará si el área disminuye, y disminuirá si el área aumenta. Comprueba esta situación mediante el siguiente ejercicio: Las personas del ejercicio anterior paradas sobre el colchón aplican una fuerza similar a su peso sobre un área aproximada de 0,084 m2. Cuando están echadas, su peso presiona casi toda el área del colchón igual a 1,4615 m2. ¿En qué situación será mayor la presión? ¿Cuándo las personas están paradas o echadas sobre el colchón? Utilizando la fórmula para calcular la presión: Del ejercicio anterior tenemos que: ω = 2 70 kg × 10 sm2 = 1400 NReemplazando en la fórmula (1) para el A = 0,084 m2 , se tiene: P = 1400 N = 16 666,666 Pa 1 0,084 m2Reemplazando en la fórmula (1) para el A = 1,4615 m2, se tiene: P = 1400 N = 957,919 Pa 2 1,4615 m2 P1 > P2Efectivamente, la presión ejercida por una fuerza sobre un área pequeña es mayor quela presión ejercida por esa misma fuerza sobre un área mayor. Quizás has podido experimentar que si te paras sobre el colchón, este se hunde en ese lugar. Es decir, en un área pequeña, la presión que ejerce tu peso es mayor. Pero cuando te acuestas, el colchón se hunde menos porque el peso de tu cuerpo se distribuye por toda el área.78 La presión y el calor

En nuestras actividades cotidianas a veces nos interesa repartir la fuerza sobre una superficie grande para que la presión sea menor. En otras ocasiones nos interesa concentrar la fuerza en una superficie pequeña para que la presión sea mayor.Para no hundirse en la nieve Los carniceros tienen cuchillos Un carpintero introduce se usan unas raquetas que afilados que cortan bien clavos con poco esfuerzo: la tienen mayor superficie de punta presenta una superficie porque la parte filosa tiene pequeña. ¿Qué pasaría si los apoyo que los zapatos. una superficie muy pequeña. clavos tuviesen punta roma?