Presión

Presiona la cabeza de una tachuela con el dedo y no pasa nada; sin embargo, la punta de la tachuela entra en la pared con facilidad. La fuerza que aplicaste fue exactamente la misma: la diferencia no está en su tamaño sino en el área. Cuanto menor sea el área sobre la que se reparte una fuerza dada, más "muerde". Los físicos le dieron un nombre a ese poder de morder: presión.

La presión es igual a la fuerza dividida entre el área

$p = \frac{F}{A}$

Aquí $F$ es la fuerza que presiona directamente sobre una superficie, en newtons, y $A$ es el área sobre la que se reparte, en metros cuadrados. La presión $p$ se mide en pascales (Pa): $1\ \mathrm{Pa} = 1\ \mathrm{N/m^2}$ , es decir, un newton repartido sobre un metro cuadrado.

Un pascal es diminuto: incluso una hoja de papel acostada sobre una mesa ejerce alrededor de 0.5 Pa, así que los kilopascales (kPa) son comunes: 1 kPa = 1000 Pa. La presión atmosférica estándar es de aproximadamente 100 kPa, el peso de unas 10 toneladas presionando sobre cada metro cuadrado; no es de extrañar que quitar una ventosa requiera fuerza de verdad. Qué son las fuerzas y cómo se combinan es la base que se desarrolla en fuerza y leyes de Newton.

Maestros de la presión en la vida diaria

La tachuela: la fuerza de tu dedo se concentra en la punta, un área tan pequeña que la presión se multiplica decenas de miles de veces;
Raquetas de nieve: el mismo truco al revés: reparte la fuerza sobre una suela grande y la presión baja hasta lo que la nieve puede soportar, así dejas de hundirte;
Tirantes anchos de mochila: un tirante ancho reparte el peso de la mochila para que tus hombros estén cómodos; una cuerda delgada con el mismo peso les marca líneas rojas;
Filos de cuchillo: cuanto más delgado es el filo, más fácil corta: la misma regla de área pequeña, presión grande.

Prueba con los cálculos

¿Raquetas de nieve o tenis?

Un estudiante de 50 kg tiene un peso de aproximadamente $50 \times 9.8 = 490$ N (llamémoslo 500 N para hacer cuentas fáciles). Las suelas normales tocan la nieve sobre aproximadamente $0.05\ \mathrm{m^2}$ , lo que da una presión de cerca de $500 \div 0.05 = 10000$ Pa. Cambia a raquetas de nieve con 5 veces el área de contacto y la presión cae a cerca de $10000 \div 5 = 2000$ Pa: la misma fuerza, repartida ampliamente, sin hundirse. Cómo se calcula el peso en sí se cubre por completo en gravedad y caída libre.

¿Cuerda o tirante?

Una mochila de 6 kg pesa cerca de 60 N. Una cuerda delgada de 1 cm de ancho apoyada a lo largo de 30 cm del hombro tiene un área de contacto de aproximadamente $0.003\ \mathrm{m^2}$ , así que la presión es $60 \div 0.003 = 20000$ Pa. Un tirante de 5 cm de ancho cubre alrededor de $0.015\ \mathrm{m^2}$ , y la presión baja a $60 \div 0.015 = 4000$ Pa. Cinco veces más ancho, cinco veces más suave: no hay una sola mochila con tirantes delgados por casualidad, y esta división explica por qué.

Compruébalo tú mismo

Cuestionario rápido

0 / 3 correctas0 / 3 correctas

1. Una presión de 10000 Pa corresponde a ¿cuánta fuerza en cada metro cuadrado?
2. Cuando la misma persona se pone raquetas de nieve, ¿qué pasa con la presión sobre la nieve?
3. ¿Por qué la punta de una tachuela perfora una pared con tanta facilidad?