Presión
CONCEPTO
La presión es la relación de fuerza con la superficie sobre la que se ejerce. Aunque los sólidos ejercen presión, los ejemplos más interesantes de presión involucran fluidos, es decir, gases y líquidos, y en particular agua y aire. La presión desempeña una serie de funciones importantes en la vida diaria, entre ellas su función en el funcionamiento de bombas y prensas hidráulicas. El mantenimiento de la presión de aire ordinaria es esencial para la salud y el bienestar humanos: el cuerpo se adapta perfectamente a la presión ordinaria de la atmósfera, y si esa presión se altera significativamente, una persona puede experimentar efectos secundarios dañinos o incluso fatales.
CÓMO FUNCIONA
Fuerza y Área de superficie
Cuando se aplica una fuerza perpendicular a un área de superficie, ejerce presión sobre esa superficie igual a la relación de F a A, donde F es la fuerza y A el área de superficie. Por lo tanto, la fórmula para la presión (p ) es p = F /A. Una consecuencia interesante de esta relación es el hecho de que la presión puede aumentar o disminuir sin ningún cambio en la fuerza, en otras palabras, si la superficie se hace más pequeña, la presión se hace más grande y viceversa.
Si una animadora estuviera sosteniendo a otra animadora sobre sus hombros, con la chica de arriba de pie sobre los omóplatos de la chica de abajo, los pies de la chica superior ejercerían una cierta presión sobre los hombros de la chica inferior. Esta presión sería igual al peso de la chica superior (F, que en este caso es su masa multiplicada por la aceleración hacia abajo debido a la gravedad) dividida por el área de superficie de sus pies. Supongamos, entonces, que la chica de arriba ejecuta un desafiante movimiento acrobático, levantando su pie izquierdo para descansar contra su rodilla derecha, de modo que solo su pie derecho ejerce toda la fuerza de su peso. Ahora la superficie sobre la que se ejerce la fuerza se ha reducido a la mitad de su magnitud, y por lo tanto la presión en el hombro inferior de la niña es el doble de grande.
Por la misma razón, es decir, que la reducción de la superficie aumenta la presión neta, un chuletón de karate bien entregado es mucho más efectivo que una bofetada con las manos abiertas. Si uno golpeara una tabla de forma recta con la palma de la mano, el único resultado probable sería un fuerte dolor punzante en la mano. Pero si, en cambio, uno daba un golpe al tablero, con la mano perpendicular, siempre que, por supuesto, uno fuera un experto en karate, el tablero podría dividirse en dos. En el primer caso, el área de esfuerzo de fuerza es grande y la presión neta sobre la tabla relativamente pequeña, mientras que en el caso del corte de karate, el área de superficie es mucho más pequeña, y por lo tanto, la presión es mucho mayor.
A veces, es preferible una mayor superficie. Por lo tanto, las raquetas de nieve son mucho más efectivas para caminar en la nieve que los zapatos o botas comunes. El calzado ordinario no es mucho más grande que la superficie del pie, perfectamente apropiado para caminar sobre el pavimento o la hierba. Pero con nieve profunda, esta superficie relativamente pequeña aumenta la presión sobre la nieve y hace que los pies se hundan. La raqueta de nieve, debido a que tiene un área de superficie significativamente mayor que la de una zapatilla normal, reduce la relación de fuerza con el área de superficie y, por lo tanto, disminuye la presión de la red.
El mismo principio se aplica a los esquís de nieve y a los esquís acuáticos. Al igual que una raqueta de nieve, un esquí hace posible que el esquiador permanezca en la superficie de la nieve, pero a diferencia de una raqueta de nieve, un esquí es largo y delgado, lo que permite al esquiador deslizarse de manera más efectiva por una colina cubierta de nieve. En cuanto al esquí en el agua, las personas con experiencia en este deporte pueden esquiar descalzas, pero es complicado. La mayoría de los principiantes requieren esquís acuáticos, que una vez más reducen la presión de la red ejercida por el peso del esquiador en la superficie del agua.
Presión de medición
La presión se mide por un número de unidades en inglés y métrico, o, como se le llama en la comunidad científica, sistemas SI. Debido a que p = F / A, todas las unidades de presión representan una relación de fuerza a área de superficie. La unidad de principio SI se llama pascal (Pa), o 1 N/m2. Un newton (N), la unidad de fuerza del SI, es igual a la fuerza requerida para acelerar 1 kilogramo de masa a una velocidad de 1 metro por segundo cuadrado. Por lo tanto, un Pascal es igual a la presión de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado.
En el sistema inglés o británico, la presión se mide en términos de libras por pulgada cuadrada, abreviado como libras./ in2. Esto es igual a 6,89 * 103 Pa, o 6.890 Pa. Los científicos, incluso los de los Estados Unidos, donde prevalece el sistema británico de unidades, prefieren usar unidades SI. Sin embargo, la unidad de presión británica es una parte familiar de la vida diaria de un conductor estadounidense, porque la presión de los neumáticos en los Estados Unidos generalmente se calcula en términos de libras por pulgada cuadrada. (La presión de los neumáticos recomendada para un automóvil de tamaño mediano suele ser de 30-35 lb / in2.)
Otra medida importante de la presión es la atmósfera (atm), que es la presión media ejercida por el aire a nivel del mar. En unidades inglesas, esto es igual a 14.7 lbs./ in2, y en unidades SI a 1,013 * 105 Pa, es decir, 101.300 Pa. También hay otras dos unidades especializadas de medición de presión en el sistema SI: la barra, igual a 105 Pa, y la torr, igual a 133 Pa. Los meteorólogos, científicos que estudian los patrones climáticos, utilizan el millibar (mb), que, como su nombre lo indica, es igual a 0,001 bares. A nivel del mar, la presión atmosférica es de aproximadamente 1.013 mb.
EL BARÓMETRO.
El torr, una vez conocido como el «milímetro de mercurio», es igual a la presión requerida para elevar una columna de mercurio (símbolo químico Hg) 1 mm. Lleva el nombre del físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), quien inventó el barómetro, un instrumento para medir la presión atmosférica.
El barómetro, construido por Torricelli en 1643, consistía en un largo tubo de vidrio lleno de mercurio. El tubo estaba abierto en un extremo, y invertido en un plato que contenía más mercurio: por lo tanto, el extremo abierto se sumergió en mercurio, mientras que el extremo cerrado en la parte superior constituía un vacío, es decir, un área en la que la presión es mucho menor que 1 atm.
La presión del aire circundante empujada hacia abajo sobre la superficie del mercurio en el recipiente, mientras que el vacío en la parte superior del tubo proporcionaba un área prácticamente sin presión, en la que el mercurio podía elevarse. Por lo tanto, la altura a la que se elevó el mercurio en el tubo de vidrio representaba la presión de aire normal (es decir, 1 atm. Torricelli descubrió que a presión atmosférica estándar, la columna de mercurio se elevaba a 760 milímetros.
El valor de 1 atm se estableció así como la presión ejercida sobre una columna de mercurio de 760 mm de altura a una temperatura de 0°C (32°F). Además, la invención de Torricelli finalmente se convirtió en un accesorio tanto de los laboratorios científicos como de los hogares. Dado que los cambios en la presión atmosférica tienen un efecto en los patrones climáticos, muchos termómetros domésticos de interior y exterior hoy en día también incluyen un barómetro.
Presión y fluidos
En términos físicos, tanto los gases como los líquidos se conocen como fluidos, es decir, sustancias que se ajustan a la forma de su contenedor. La presión del aire y la presión del agua son, por lo tanto, temas específicos bajo el título más amplio de «presión de fluidos».»Un fluido responde a la presión de manera muy diferente que un sólido. La densidad de un sólido lo hace resistente a pequeñas aplicaciones de presión, pero si la presión aumenta, experimenta tensión y, en última instancia, deformación. En el caso de un fluido, sin embargo, el estrés hace que fluya en lugar de deformarse.
Hay tres características significativas de la presión ejercida sobre los fluidos por un recipiente. En primer lugar, un fluido en un contenedor que no experimenta movimiento externo ejerce una fuerza perpendicular a las paredes del contenedor. Asimismo, las paredes del contenedor ejercen una fuerza sobre el fluido, y en ambos casos, la fuerza es siempre perpendicular a las paredes.
En cada una de estas tres características, se asume que el contenedor es finito: en otras palabras, el fluido no tiene a dónde ir. Por lo tanto, la segunda afirmación: la presión externa ejercida sobre el fluido se transmite de manera uniforme. Tenga en cuenta que la declaración anterior fue calificada por el término «externo»: el fluido en sí ejerce presión cuyo componente de fuerza es igual a su peso. Por lo tanto, el líquido en la parte inferior tiene una presión mucho mayor que el líquido en la parte superior, debido al peso del líquido por encima de él.
En tercer lugar, la presión en cualquier superficie pequeña del fluido es la misma, independientemente de la orientación de esa superficie. En otras palabras, un área de fluido perpendicular a las paredes del contenedor experimenta la misma presión que una paralela o en ángulo con las paredes. Esto puede parecer contradecir el primer principio, que la fuerza es perpendicular a las paredes del contenedor. De hecho, la fuerza es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene magnitud y dirección, mientras que la presión es un escalar, lo que significa que tiene magnitud pero no dirección específica.
APLICACIONES DE LA VIDA REAL
El principio de Pascal y la Prensa hidráulica
Las tres características de la presión de fluido descritas anteriormente tienen una serie de implicaciones y aplicaciones, entre ellas, lo que se conoce como el principio de Pascal. Al igual que la unidad de presión del SI, el principio de Pascal lleva el nombre de Blaise Pascal (1623-1662), un matemático y físico francés que formuló la segunda de las tres afirmaciones: que la presión externa aplicada a un fluido se transmite uniformemente a través de todo el cuerpo de ese fluido. El principio de Pascal se convirtió en la base de una de las máquinas más importantes jamás desarrolladas, la prensa hidráulica.
Una prensa hidráulica simple de la variedad utilizada para levantar un automóvil en un taller de automóviles generalmente consiste en dos cilindros grandes uno al lado del otro. Cada cilindro contiene un pistón, y los cilindros están conectados en la parte inferior por un canal que contiene fluido. Las válvulas controlan el flujo entre los dos cilindros. Cuando uno aplica fuerza presionando hacia abajo el pistón en un cilindro (el cilindro de entrada), esto produce una presión uniforme que causa salida en el segundo cilindro, empujando hacia arriba un pistón que eleva el automóvil.
De acuerdo con el principio de Pascal, la presión en toda la prensa hidráulica es la misma, y siempre será igual a la relación entre fuerza y presión. Mientras esa relación sea la misma, los valores de F y A pueden variar. En el caso de un gato para automóvil, el cilindro de entrada tiene una superficie relativamente pequeña, y por lo tanto, la cantidad de fuerza que se debe aplicar también es relativamente pequeña. El cilindro de salida tiene una superficie relativamente grande y, por lo tanto, ejerce una fuerza relativamente grande para levantar el automóvil. Esto, combinado con el diferencial de altura entre los dos cilindros (discutido en el contexto de la ventaja mecánica en otro lugar de este libro), hace posible levantar un automóvil pesado con una cantidad relativamente pequeña de esfuerzo.
EL ARIETE HIDRÁULICO.
El gato para automóvil es un modelo simple de la prensa hidráulica en funcionamiento, pero de hecho, el principio de Pascal tiene muchas más aplicaciones. Entre ellos se encuentra el ariete hidráulico, utilizado en máquinas que van desde excavadoras hasta los ascensores hidráulicos utilizados por bomberos y trabajadores de servicios públicos para alcanzar alturas. En un ariete hidráulico, sin embargo, las características de los cilindros de entrada y salida se invierten de las de un gato para automóvil.
El cilindro de entrada, llamado cilindro maestro, tiene una superficie grande, mientras que el cilindro de salida (llamado cilindro esclavo) tiene una superficie pequeña. Además, aunque de nuevo, este es un factor relacionado con la ventaja mecánica en lugar de la presión, en sí mismo, el cilindro maestro es corto, mientras que el cilindro esclavo es alto. Debido a la mayor superficie del cilindro maestro en comparación con la del cilindro esclavo, el ariete hidráulico no se considera eficiente en términos de ventaja mecánica: en otras palabras, la entrada de fuerza es mucho mayor que la salida de fuerza.
Sin embargo, el ariete hidráulico es tan adecuado para su propósito como un gato para automóvil. Mientras que el gato está hecho para levantar un automóvil pesado a través de una distancia vertical corta, el ariete hidráulico transporta una carga mucho más ligera (generalmente solo una persona) a través de un alcance vertical mucho mayor, hasta la cima de un árbol o edificio, por ejemplo.
Explotando las diferencias de presión
BOMBAS.
Una bomba utiliza el principio de Pascal, pero en lugar de contener el fluido en un solo contenedor, una bomba permite que el fluido escape. Específicamente, la bomba utiliza una diferencia de presión, lo que hace que el fluido se mueva de un área de presión más alta a una de presión más baja. Un ejemplo muy simple de esto es una manguera de sifón, utilizada para extraer petróleo del tanque de gasolina de un automóvil. La succión de un extremo de la manguera crea un área de baja presión en comparación con el área de presión relativamente alta del tanque de gasolina. Eventualmente, la gasolina saldrá del extremo de baja presión de la manguera. (¡Y con suerte, la persona que desvía será capaz de anticipar esto, de modo que no reciba un bocado de gasolina!)
La bomba de pistón, más compleja, pero todavía bastante básica, consiste en un cilindro vertical a lo largo del cual un pistón sube y baja. Cerca de la parte inferior del cilindro hay dos válvulas, una válvula de entrada a través de la cual el fluido fluye hacia el cilindro, y una válvula de salida a través de la cual el fluido fluye fuera de él. En la carrera de succión, a medida que el pistón se mueve hacia arriba, la válvula de entrada se abre y permite que el líquido entre en el cilindro. En el golpe descendente, la válvula de entrada se cierra mientras se abre la válvula de salida, y la presión proporcionada por el pistón en el fluido lo fuerza a través de la válvula de salida.
Una de las aplicaciones más obvias de la bomba de pistón está en el motor de un automóvil. En este caso, por supuesto, el fluido que se bombea es gasolina, que empuja los pistones al proporcionar una serie de explosiones controladas creadas por el encendido del gas por la bujía. En otra variedad de bombas de pistón, la que se usa para inflar un neumático de baloncesto o de bicicleta, el aire es el fluido que se bombea. Luego hay una bomba para agua, que bombea agua potable del suelo, también se puede usar para eliminar el agua deseable de un área donde es un obstáculo, por ejemplo, en el fondo de un barco.
EL PRINCIPIO DE BERNOULLI.
Aunque Pascal proporcionó una comprensión valiosa con respecto al uso de la presión para realizar el trabajo, el pensador que formuló por primera vez los principios generales sobre la relación entre fluidos y presión fue el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli (1700-1782). Bernoulli es considerado el padre de la mecánica de fluidos, el estudio del comportamiento de gases y líquidos en reposo y en movimiento.
Mientras realizaba experimentos con líquidos, Bernoulli observó que cuando se reduce el diámetro de una tubería, el agua fluye más rápido. Esto le sugirió que alguna fuerza debía actuar sobre el agua, una fuerza que él razonó que debía surgir de las diferencias de presión. Específicamente, el fluido de movimiento más lento en el área más amplia de la tubería tenía una presión mayor que la porción del fluido que se movía a través de la parte más estrecha de la tubería. Como resultado, concluyó que la presión y la velocidad están inversamente relacionadas, en otras palabras, a medida que una aumenta, la otra disminuye.
Por lo tanto, formuló el principio de Bernoulli, que establece que para todos los cambios en el movimiento, la suma de la presión estática y dinámica en un fluido permanece igual. Un fluido en reposo ejerce presión estática, que comúnmente se entiende por» presión», como en «presión de agua».»Sin embargo, a medida que el fluido comienza a moverse, una parte de la presión estática, proporcional a la velocidad del fluido, se convierte en lo que se conoce como presión dinámica, o presión de movimiento. En un tubo cilíndrico, la presión estática se ejerce perpendicularmente a la superficie del recipiente, mientras que la presión dinámica es paralela a él.
De acuerdo con el principio de Bernoulli, cuanto mayor es la velocidad de flujo en un fluido, mayor es la presión dinámica y menor es la presión estática: en otras palabras, el fluido de movimiento más lento ejerce una presión mayor que el fluido de movimiento más rápido. El descubrimiento de este principio finalmente hizo posible el desarrollo del avión.
A medida que el fluido se mueve de una tubería más ancha a una más estrecha, el volumen de ese fluido que se mueve a una distancia determinada en un período de tiempo determinado no cambia. Pero dado que el ancho de la tubería más estrecha es más pequeño, el fluido debe moverse más rápido (es decir, con mayor presión dinámica) para mover la misma cantidad de fluido a la misma distancia en la misma cantidad de tiempo. Una forma de ilustrar esto es observar el comportamiento de un río: en una región ancha y sin restricciones, fluye lentamente, pero si su flujo se estrecha por las paredes del cañón, entonces se acelera dramáticamente.
El principio de Bernoulli finalmente se convirtió en la base para el perfil aerodinámico, el diseño del ala de un avión cuando se ve desde el final. Un perfil aerodinámico tiene la forma de una lágrima asimétrica colocada en su lado, con el extremo «gordo» hacia el flujo de aire. A medida que el aire golpea la parte delantera del perfil, la corriente de aire se divide, una parte de ella pasa por encima del ala y otra parte por debajo. Sin embargo, la superficie superior del perfil aerodinámico es curva, mientras que la superficie inferior es mucho más recta.
Como resultado, el aire que fluye sobre la parte superior tiene una mayor distancia que cubrir que el aire que fluye bajo el ala. Dado que los fluidos tienen una tendencia a compensar todos los objetos con los que entran en contacto, el aire en la parte superior fluirá más rápido para encontrarse con el aire en la parte inferior en la parte trasera del ala. Un flujo de aire más rápido, como demostró Bernoulli, indica una presión más baja, lo que significa que la presión en la parte inferior del ala mantiene el avión en alto.
Flotabilidad y presión
Ciento veinte años antes del primer vuelo exitoso de los hermanos Wright en 1903, otro par de hermanos, los Mont—golfiers de Francia, desarrollaron otro medio de vuelo. Este era el globo, que dependía de un principio completamente diferente para despegar del suelo: flotabilidad, o la tendencia de un objeto sumergido en un fluido a flotar. Al igual que con el principio de Bernoulli, sin embargo, el concepto de flotabilidad está relacionado con la presión.
En el siglo III a. c., el matemático, físico e inventor griego Arquímedes (c. 287-212 a.c.) descubrió lo que se conoció como el principio de Arquímedes, que sostiene que la fuerza de flotación de un objeto sumergido en fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. Esta es la razón por la que los barcos flotan: porque la fuerza de flotación o elevación de los mismos es menor que igual al peso del agua que desplazan.
El casco de un buque está diseñado para desplazar o mover una cantidad de agua cuyo peso es mayor que el del propio buque. El peso del agua desplazada, es decir, su masa multiplicada por la aceleración descendente causada por la gravedad, es igual a la fuerza de flotación que el océano ejerce sobre el barco. Si el barco pesa menos que el agua que desplaza, flotará; pero si pesa más, se hundirá.
Los factores involucrados en el principio de Arquímedes dependen de la densidad, la gravedad y la profundidad en lugar de la presión. Sin embargo, cuanto mayor es la profundidad dentro de un fluido, mayor es la presión que empuja contra un objeto sumergido en el fluido. Además, la presión general a una profundidad dada en un fluido está relacionada en parte con la densidad y la gravedad, componentes de la fuerza de flotación.
PRESIÓN Y PROFUNDIDAD.
La presión que ejerce un fluido en el fondo de su contenedor es igual a dgh, donde d es densidad, g la aceleración debida a la gravedad y h la profundidad del contenedor. Para cualquier porción del fluido, h es igual a su profundidad dentro del recipiente, lo que significa que cuanto más profundo vaya, mayor será la presión. Además, la presión total dentro del fluido es igual a dgh + p externo, donde p externo es la presión ejercida sobre la superficie del fluido. En un conjunto de pistón y cilindro, esta presión proviene del pistón, pero en el agua, la presión proviene de la atmósfera.
En este contexto, el océano puede verse como un tipo de «contenedor».»En su superficie, el aire ejerce una presión descendente igual a 1 atm. La densidad del agua en sí es uniforme, al igual que la aceleración descendente debida a la gravedad; la única variable, entonces, es h, o la distancia por debajo de la superficie. En lo más profundo del océano, la presión es increíblemente grande, mucho más de lo que cualquier ser humano podría soportar. Esta gran cantidad de presión empuja hacia arriba, resistiendo la presión hacia abajo de los objetos en su superficie. Al mismo tiempo, si el peso de un barco se dispersa adecuadamente a lo largo de su casco, el barco maximiza el área y minimiza la fuerza, ejerciendo así una presión hacia abajo en la superficie del agua que es menor que la presión hacia arriba del agua en sí. Por lo tanto, flota.
Presión y el cuerpo humano
PRESIÓN DE AIRE.
Los Montgolfiers utilizaron el principio de flotabilidad no para flotar en el agua, sino para flotar en el cielo con una embarcación más ligera que el aire. Los detalles de este logro se discuten en otra parte, en el contexto de la flotabilidad; pero el tema del vuelo más ligero que el aire sugiere otro concepto al que se ha aludido varias veces a lo largo de este ensayo: la presión del aire.
Así como la presión del agua es mayor en el fondo del océano, la presión del aire es mayor en la superficie de la Tierra, que, de hecho, está en el fondo de un «océano» de aire. Tanto la presión del aire como la del agua son ejemplos de presión hidrostática, la presión que existe en cualquier lugar de un cuerpo de fluido debido al peso del fluido anterior. En el caso de la presión del aire, el aire es arrastrado hacia abajo por la fuerza de la gravitación de la Tierra, y el aire a lo largo de la superficie tiene una mayor presión debido al peso (una función de la gravedad) del aire sobre ella. Sin embargo, a grandes alturas sobre la superficie de la Tierra, la fuerza gravitacional disminuye y, por lo tanto, la presión del aire es mucho menor.
En la experiencia ordinaria, el cuerpo de una persona está sujeto a una cantidad impresionante de presión. Dado el valor de la presión atmosférica discutido anteriormente, si uno extiende la mano, suponiendo que la superficie es de aproximadamente 20 in2 (0.129 m2), ¡la fuerza del aire que descansa sobre ella es de casi 300 lb (136 kg)! ¿Cómo es, entonces, que la mano de uno no es aplastada por todo este peso? La razón es que el cuerpo humano está bajo presión, y que el interior del cuerpo ejerce una presión igual a la del aire.
LA RESPUESTA A LOS CAMBIOS EN LA PRESIÓN DEL AIRE.
El cuerpo humano es, de hecho, adecuado para la presión de aire normal de 1 atm, y si esa presión externa se altera, el cuerpo sufre cambios que pueden ser dañinos o incluso fatales. Un ejemplo menor de esto es el «estallido» en los oídos que ocurre cuando uno conduce a través de las montañas o viaja en un avión. Con los cambios de altitud vienen cambios en la presión, y por lo tanto, la presión en los oídos también cambia.
Como se señaló anteriormente, a altitudes más altas, la presión del aire disminuye, lo que dificulta la respiración. Debido a que el aire es un gas, sus moléculas tienden a no ser atractivas: en otras palabras, cuando la presión es baja, tienden a alejarse unas de otras, y el resultado es que una persona a gran altitud tiene dificultades para obtener suficiente aire en sus pulmones. Los corredores que compitieron en los Juegos Olímpicos de 1968 en la Ciudad de México, un pueblo en las montañas, tuvieron que entrenar en entornos de gran altitud para poder respirar durante la competencia. Para los equipos de béisbol que compiten en Denver, Colorado (conocida como «la Ciudad de una Milla de Altura»), esta desventaja en la respiración se compensa por el hecho de que la presión y la resistencia bajas permiten que una pelota de béisbol se mueva más fácilmente por el aire.
Si una persona se cría en un entorno de gran altitud, por supuesto, se acostumbra a respirar en condiciones de baja presión de aire. En los Andes peruanos, por ejemplo, las personas pasan toda su vida a una altura más del doble que la de Denver, pero una persona de un área de baja altitud debe visitar ese lugar solo después de tomar precauciones. A grandes alturas, por supuesto, ningún ser humano puede respirar: por lo tanto, las cabinas de los aviones están presurizadas. La mayoría de los aviones están equipados con máscaras de oxígeno, que caen del techo si el interior de la cabina experimenta una caída de presión. Sin estas máscaras, todos en la cabaña morirían.
PRESIÓN ARTERIAL.
Otro aspecto de la presión y del cuerpo humano es la presión arterial. Así como la visión 20/20 es ideal, los médicos recomiendan una presión arterial objetivo de «120 sobre 80», pero ¿qué significa eso? Cuando se mide la presión arterial de una persona, se envuelve un manguito inflable alrededor de la parte superior del brazo al mismo nivel que el corazón. Al mismo tiempo, se coloca un estetoscopio a lo largo de una arteria en la parte inferior del brazo para monitorear el sonido del flujo sanguíneo. El manguito se infla para detener el flujo sanguíneo, luego se libera la presión hasta que la sangre comienza a fluir de nuevo, produciendo un sonido de gorgoteo en el estetoscopio.
La presión necesaria para detener el flujo sanguíneo se conoce como presión sistólica, que es igual a la presión máxima producida por el corazón. Después de que se reduce la presión en el manguito hasta que la sangre comienza a fluir normalmente, lo que se refleja en el cese del sonido gorgoteo en el estetoscopio, se vuelve a medir la presión de la arteria. Esta es la presión diastólica, o la presión que existe dentro de la arteria entre los accidentes cerebrovasculares del corazón. Para una persona sana, la presión sistólica debe ser de 120 torr y la presión diastólica de 80 torr.
DÓNDE APRENDER MÁS
«Presión Atmosférica: La Fuerza Ejercida por el Peso del Aire» (Sitio Web). <http://kids.earth.nasa.gov/archive/air_pressure/> (7 de abril de 2001).
Beiser, Arthur. Physics, 5th ed. Reading, MA: Addison-Wesley, 1991.
«Presión Arterial» (sitio Web). <http://www.mckinley.uiuc.edu/health-info/dis-cond/bloodpr/bloodpr.html> (7 de abril de 2001).Clark, John Owen Edward. ambiente. Nueva York: Gloucester Press, 1992.
Cobb, Allan B. Super Science Projects About Oceans. Nueva York: Rosen, 2000.
«The Physics of Underwater Diving: Pressure Lesson» (en inglés). <http://www.uncwil.edu/nurc/aquarius/lessons/pressure.html> (7 de abril de 2001).
Provenzo, Eugene F. y Asterie Baker Provenzo. 47 Experimentos Clásicos Fáciles de Hacer. Ilustraciones de Peter A. Zorn, Jr. Nueva York: Dover Publications, 1989.
«Understanding Air Pressure» USA Today (sitio web). <http://www.usatoday.com/weather/wbarocx.html> (7 de abril de 2001).
Zubrowski, Bernie. Globos: Construir y Experimentar con Juguetes Inflables. Ilustrado por Roy Doty. Nueva York: Morrow Junior Books, 1990.
TÉRMINOS CLAVE
ATMÓSFERA:
Una medida de presión, abreviada » atm » e igual a la presión media ejercida por el aire a nivel del mar. En unidades inglesas, esto es igual a 14.7 libras por pulgada cuadrada, y en unidades SI a 101,300 pascales.
BARÓMETRO:
Un instrumento de presión atmosférica más fácil.
FLOTABILIDAD:
La tendencia de un objeto a flotar en un fluido.
FLUIDO:
Cualquier sustancia, ya sea gas o líquido, que se ajuste a la forma de su contenedor.
MECÁNICA DE FLUIDOS:
El estudio del comportamiento de gases y líquidos en reposo y en movimiento.
PRESIÓN HIDROSTÁTICA:
la presión que existe en cualquier lugar de un cuerpo de fluido debido al peso del fluido anterior.
PASCAL:
El principio SI o unidad métrica de presión, abreviado » Pa » e igual a 1 N/m2.
EL PRINCIPIO DE PASCAL:
Una declaración, formulada por el matemático y físico francés Blaise Pascal (1623-1662), que sostiene que la presión externa aplicada a un fluido se transmite uniformemente a través de todo el cuerpo de ese fluido.
PRESIÓN:
La relación de fuerza a superficie, cuando la fuerza se aplica en una dirección perpendicular a esa superficie. La fórmula para la presión (p ) es p = F /A, donde F es la fuerza y A el área de superficie.