Presión
La presión es la fuerza perpendicular que actúa por unidad de superficie y se mide en pascales (Pa).
La presión es la magnitud física que mide cómo se reparte una fuerza sobre una superficie. Se define como la fuerza perpendicular que actúa por unidad de área y su unidad en el Sistema Internacional es el pascal (Pa). Explica por qué un cuchillo afilado corta mejor que uno romo, por qué sentimos los oídos al bucear o por qué los neumáticos se inflan.
¿Qué es la presión?
No basta con saber cuánta fuerza se aplica: importa también el área sobre la que se aplica. La misma fuerza ejercida sobre una superficie pequeña produce una presión mucho mayor que sobre una grande. Por eso una chincheta se clava por la punta y no por la cabeza, o por eso los esquís evitan que nos hundamos en la nieve.
La presión es una magnitud escalar. Aunque la fuerza es un vector, la presión no tiene dirección propia: en un fluido en reposo actúa en todas las direcciones por igual.
Fórmula y unidades
Donde P es la presión, F la fuerza perpendicular a la superficie y A el área sobre la que se reparte. Un pascal es la presión de un newton aplicado sobre un metro cuadrado: 1 Pa = 1 N/m². Es una unidad muy pequeña, de modo que se usan múltiplos como el kilopascal o el megapascal.
| Unidad | Equivalencia en pascales |
|---|---|
| Pascal (Pa) | 1 Pa = 1 N/m² |
| Atmósfera (atm) | 101 325 Pa |
| Bar | 100 000 Pa |
| Milímetro de mercurio (mmHg) o torr | ≈ 133,322 Pa (760 mmHg = 1 atm) |
| Libra por pulgada cuadrada (psi) | ≈ 6 894,76 Pa |
Presión en fluidos
En un líquido en reposo, la presión aumenta con la profundidad por el peso de la columna de fluido que hay encima:
P₀ es la presión en la superficie (la atmosférica, si está abierto al aire), ρ la densidad del fluido, g la gravedad y h la profundidad. Observa que no depende de la forma del recipiente ni de la cantidad total de líquido, solo de la profundidad.
El principio de Pascal establece que la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin pérdidas a todos sus puntos. Es la base de los frenos hidráulicos, los gatos y las prensas: F₁/A₁ = F₂/A₂.
Tipos de presión
- Presión atmosférica: la que ejerce el aire sobre la superficie terrestre. Al nivel del mar vale unos 101 325 Pa (1 atm) y disminuye con la altura. Se mide con un barómetro.
- Presión manométrica: la diferencia entre la presión de un sistema y la atmosférica. Es la que marca el manómetro de un neumático.
- Presión absoluta: la suma de la manométrica y la atmosférica, referida al vacío total.
- Presión de vacío: presión inferior a la atmosférica.
- Presión parcial: la que ejercería cada gas de una mezcla si estuviera solo.
Presión en los gases
En un gas, la presión resulta de los choques de las moléculas contra las paredes del recipiente. Para un gas ideal se cumple la ecuación de estado:
con R = 8,314 J/(mol·K). Si aumenta la temperatura o se reduce el volumen, la presión sube. Es lo que ocurre en una olla a presión, donde el vapor acumulado eleva la presión y, con ella, la temperatura de ebullición del agua.
Historia
En 1643, Evangelista Torricelli construyó el primer barómetro de mercurio y demostró que la atmósfera tiene peso: la columna de mercurio se sostenía unos 760 mm. Blaise Pascal verificó que la altura de la columna disminuía al subir una montaña, y la unidad de presión del SI lleva su nombre.
Ejercicios resueltos
1. Una persona de 80 kg está de pie sobre una superficie de 0,04 m² (ambos pies). ¿Qué presión ejerce? (g = 9,81 m/s²)
F = m·g = 80 · 9,81 = 784,8 N. P = F/A = 784,8 / 0,04 → P ≈ 19 620 Pa ≈ 19,6 kPa
2. Si esa misma persona se apoyara solo en un tacón de 1 cm², ¿qué presión ejercería?
A = 1 cm² = 1 × 10⁻⁴ m². P = 784,8 / 10⁻⁴ → P ≈ 7,85 × 10⁶ Pa ≈ 7,8 MPa, unas 400 veces más.
3. ¿Qué presión absoluta soporta un buzo a 30 m de profundidad en el mar? (ρ = 1 025 kg/m³)
Presión del agua: ρ·g·h = 1 025 · 9,81 · 30 ≈ 301 700 Pa. Absoluta: 301 700 + 101 325 ≈ 403 000 Pa → ≈ 4,0 atm
4. En una prensa hidráulica, se aplica 200 N sobre un émbolo de 0,01 m². ¿Qué fuerza se obtiene en el émbolo de 0,5 m²?
F₂ = F₁ · A₂/A₁ = 200 · 0,5/0,01 → F₂ = 10 000 N
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la presión?
P = F / A: la fuerza perpendicular a la superficie dividida entre el área sobre la que actúa. Se mide en pascales (Pa).
¿Cuántos pascales tiene una atmósfera?
Una atmósfera equivale a 101 325 Pa, es decir, 1,01325 bar o 760 mmHg.
¿Por qué la presión aumenta con la profundidad?
Porque cada punto del fluido soporta el peso de la columna de fluido que tiene encima. Cada 10 m de agua añaden aproximadamente 1 atm.
¿Qué diferencia hay entre presión absoluta y manométrica?
La manométrica se mide respecto a la presión atmosférica; la absoluta se mide respecto al vacío. La absoluta es igual a la manométrica más la atmosférica.
Referencias
- Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Reverté.
- Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. Cengage Learning.
- Çengel, Y. A. y Cimbala, J. M. Mecánica de fluidos. McGraw-Hill.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Presión». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/fisica/presion/
