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Ciencias Naturales 10° · 2025
Libro de Ciencias Naturales 10 EGB

Ministerio de Educación del Ecuador

151/222

Presión sobre los fluidos: definición, fórmula P = F/A y comportamiento de gases y líquidos

📄 teoria ciencias-naturales 🎓 secundaria · 10° EGB Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

P = F/A. La presión se reparte uniformemente en líquidos y gases. Flotan cuerpos cuya densidad media es menor que la del agua (casco hueco con aire).

📚 theory ciencias-naturales ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 8 min lectura

Solución — Página 151

Ciencias Naturales 10° · 2025

1
Ejercicio 1

(Saberes previos)

Enunciado: Menciona algunas sustancias que sean más livianas que el agua, como, por ejemplo, el aceite.

  1. La densidad del agua es \rho_{\text{agua}} = 1 \, \text{g/cm}^{3}. Una sustancia es más liviana que el agua cuando su densidad es menor: \rho < 1 \, \text{g/cm}^{3}.
  2. El aceite vegetal tiene \rho \approx 0{,}92 \, \text{g/cm}^{3}; el alcohol etílico \rho \approx 0{,}79 \, \text{g/cm}^{3}; la gasolina \rho \approx 0{,}75 \, \text{g/cm}^{3}; la madera de pino \rho \approx 0{,}4 \text{–} 0{,}5 \, \text{g/cm}^{3}.
  3. Los gases también son más livianos que el agua: el aire tiene \rho \approx 0{,}0012 \, \text{g/cm}^{3}.
  4. Al ser menos densos, estas sustancias flotan: la fuerza de flotación (empuje) es mayor que su peso.
Respuesta

Aceite vegetal, alcohol, gasolina, madera, aire y otros gases; todos tienen densidad menor que 1 \, \text{g/cm}^{3} y por eso flotan sobre el agua.

2
Ejercicio 2

(Desequilibrio cognitivo)

Enunciado: Las modernas embarcaciones son fabricadas con metales y son más pesadas que el agua. ¿Por qué flotan cuerpos más pesados en el agua?

  1. El acero tiene \rho_{\text{acero}} \approx 7{,}8 \, \text{g/cm}^{3}, mucho mayor que la del agua (1 \, \text{g/cm}^{3}); un bloque de acero hunde.
  2. El barco no es macizo: su casco encierra grandes volúmenes de aire. La densidad promedio del conjunto es: \rho_{\text{barco}} = \frac{m_{\text{casco}} + m_{\text{aire}}}{V_{\text{casco}} + V_{\text{aire}}} < \rho_{\text{agua}}
  3. Al desplazar agua, esta ejerce una fuerza de empuje vertical hacia arriba (principio de Arquímedes): E = \rho_{\text{agua}} \cdot g \cdot V_{\text{desplazado}}.
  4. El barco flota cuando el empuje iguala al peso: E = P, es decir, \rho_{\text{agua}} \cdot g \cdot V_{\text{desplazado}} = m_{\text{barco}} \cdot g.
  5. Así, aunque el material sea más pesado que el agua, el gran volumen del casco (gracias a la forma hueca) hace que la densidad media sea menor que la del agua y que el empuje sostenga la embarcación.

Contenido teórico clave

Presión en los fluidos

La presión es la acción de una fuerza distribuida sobre una superficie. Matemáticamente: P = \frac{F}{A}

donde P es la presión, F la fuerza y A el área sobre la que actúa.

Unidades: en el Sistema Internacional, 1 \, \text{Pa} = 1 \, \text{N/m}^{2}.

  1. Los fluidos (líquidos y gases) adoptan la forma del recipiente y son fácilmente afectados por la presión, especialmente los gases.
  2. Relación entre volumen y densidad: a mayor volumen ocupado por la misma masa, menor densidad: \rho = \frac{m}{V}
  3. A mayor profundidad de inmersión, mayor es la fuerza que ejerce el agua sobre el cuerpo del buzo.
  4. La presión se distribuye uniformemente sobre la superficie de líquidos y gases; la deformación producida es proporcional a la fuerza aplicada.
  5. En un recipiente hermético, las moléculas gaseosas chocan contra las paredes; si la presión supera la resistencia del material, este cede y se produce una explosión (ejemplo: un espray expuesto al calor).
  6. La presión que ejerce un fluido actúa en todos los puntos del recipiente y está relacionada directamente con su volumen y su densidad.

Definición formal

La presión en un fluido, gaseoso o líquido, es la fuerza que el fluido ejerce sobre las paredes del envase; es uniforme en todos los puntos en los que la sustancia incide.

Respuesta: La presión es P = \frac{F}{A} y se distribuye de forma uniforme en todo el fluido y sobre las paredes del recipiente.

Respuesta

Flotan porque su forma hueca incluye mucho aire, de modo que su densidad media es menor que la del agua y el empuje hidrostático iguala su peso.

Contenido de la página

Tema 2 — Presión sobre los fluidos

Saberes previos

Menciona algunas sustancias que sean más livianas que el agua, como, por ejemplo, el aceite.

Desequilibrio cognitivo

Las modernas embarcaciones son fabricadas con metales y son más pesadas que el agua. ¿Por qué flotan cuerpos más pesados en el agua?

Glosario

  • inmersión. Se refiere a la capacidad que tiene un cuerpo (más pesado que un determinado líquido) de sumergirse en este; dicho líquido por lo general es el agua.
  • deformación. Acción o proceso en que un cuerpo cambia de forma, debido a la presión atmosférica u otro tipo de presiones.
  • repulsión. Se utiliza este término para referirse a las fuerzas intermoleculares que evitan que los átomos o moléculas se junten y cambien de estado.

Presión sobre los fluidos

La presión ejercida en los fluidos es igual a la acción de una fuerza determinada sobre la superficie de estos. Dicha presión se representa matemáticamente con la fórmula P = F/A, donde P corresponde a la presión; F corresponde a la fuerza; y A corresponde al área de un fluido.

Los fluidos corresponden a líquidos y gases y, debido a que las moléculas de los fluidos en estos dos estados de la materia tienden a moverse y ocupar la forma del recipiente contenedor, son fácilmente afectados por la presión, en especial los gases.

En este contexto, mientras más separadas están las moléculas de un compuesto, más espacio ocupará dicho cuerpo; así se da una relación en la que «a mayor volumen ocupado, menor será la densidad de un fluido».

Presión

Se sabe que la presión es el accionar de una fuerza sobre la superficie de un cuerpo. Si ejemplificamos este proceso con un buzo cuando ingresa en el mar, este notará que a mayor profundidad de inmersión, la fuerza o peso del agua será mayor sobre su cuerpo, llegando su organismo a un límite físico y biológico. Seguir descendiendo podría ser mortal.

La presión aplicada se distribuye uniformemente sobre la superficie de los líquidos y gases, y produce un nivel de deformación proporcional a la fuerza interactuante. Esto se debe a los espacios intermoleculares grandes que se originan en la fuerza de repulsión de las moléculas del fluido.

Cuando los fluidos gaseosos se encuentran contenidos en recipientes herméticamente cerrados a presiones considerables, las moléculas de estos gases chocan con gran fuerza contra las paredes del recipiente, y cuando la resistencia del material del contenedor es superado por la presión del gas comprimido, el material cede y se producen explosiones (por ejemplo, cuando sometemos un espray al calor y aumenta la presión interna).

Presión sobre los fluidos

La presión que se aplica sobre un fluido actúa de manera muy diferente que si aplicara la misma presión a un sólido. Un fluido que es afectado por la presión distribuye esta fuerza de manera uniforme por toda su masa, haciendo, a su vez, que la masa del fluido ejerza presión de manera equitativa en el recipiente que lo contiene. Esta cualidad del comportamiento de un fluido frente a la presión tiene múltiples usos, como inflar una pelota con aire, inflar una llanta de bicicleta o ser el principio del funcionamiento de sistemas hidráulicos.

Hacia una definición de presión de un fluido

La presión en un fluido, sea gaseoso o líquido, es la fuerza que ejerce el fluido hacia las paredes de un envase. Esta presión siempre es uniforme en todos aquellos puntos en los que una sustancia incide. La presión que ejerce un fluido está en relación directa con su volumen y su densidad.

Como se ve en el gráfico, la presión de cualquier gas es igual hacia todos los lados, a la misma velocidad y con la misma energía cinética.

Figura: «Presión de un gas cualquiera» — La presión es igual a la fuerza sobre el área. Las flechas indican que la presión actúa en todas direcciones, opuesta a la fuerza aplicada sobre el área.

Ejemplos resueltos

Un buzo desciende en el mar: ¿por qué siente mayor presión a mayor profundidad?

  1. Con la profundidad aumenta la columna de agua sobre el buzo, por lo que crece la fuerza (peso del agua) que actúa sobre su cuerpo.
  2. Como P = \frac{F}{A} y el área A del cuerpo no cambia, si F aumenta entonces P aumenta.
  3. Además, a mayor profundidad hay más masa de agua por encima, lo que incrementa la presión hidrostática en la misma proporción. Resultado: la presión crece con la profundidad, hasta alcanzar un límite físico y biológico para el organismo.

¿Por qué un espray puede explotar si se somete al calor?

  1. El gas encerrado en el envase gana energía cinética al calentarse: sus moléculas se mueven más rápido.
  2. Las moléculas chocan con mayor fuerza y frecuencia contra las paredes del recipiente, aumentando la presión interna (P = \frac{F}{A}, con F creciente).
  3. Si la presión del gas comprimido supera la resistencia del material del contenedor, este cede y se produce la explosión.

Tabla

Concepto Definición Ejemplo
Presión Fuerza distribuida sobre una superficie: P = F/A Peso del agua sobre un buzo
Inmersión Capacidad de un cuerpo más pesado que un líquido de sumergirse Un buzo desciende en el mar
Deformación Cambio de forma de un cuerpo por efecto de una presión Pared de un envase cediendo
Repulsión Fuerzas intermoleculares que separan átomos o moléculas Espacios intermoleculares en los gases
Densidad Masa por unidad de volumen: ρ = m/V Aceite menos denso que el agua

Diagrama

flowchart TD
  A[Presión en los fluidos] --> B[Definición: Fuerza sobre la superficie]
  A --> C[Fórmula: P = F/A]
  A --> D[Distribución uniforme en líquidos y gases]
  B --> E[A mayor profundidad: mayor fuerza]
  C --> F[P depende de F y de A]
  D --> G[Aplicaciones]
  G --> H[Inflar una pelota]
  G --> I[Inflar una llanta de bicicleta]
  G --> J[Sistemas hidráulicos]
  A --> K[Relación con volumen y densidad]
  K --> L[A mayor volumen, menor densidad]

Fórmulas y ecuaciones

P = \frac{F}{A} (presión = fuerza entre área)

A mayor volumen ocupado por la misma masa, menor es la densidad: \rho = \frac{m}{V}

P = \frac{F}{A}

\rho = \frac{m}{V}

1 \, \text{Pa} = 1 \, \text{N/m}^{2}

Glosario (7)

Presión
Acción de una fuerza distribuida sobre la superficie de un cuerpo; se mide como fuerza por unidad de área.
Fluido
Sustancia que no tiene forma propia y adopta la del recipiente: comprende líquidos y gases.
Inmersión
Capacidad que tiene un cuerpo (más pesado que un determinado líquido) de sumergirse en este, generalmente en el agua.
Deformación
Acción o proceso en que un cuerpo cambia de forma debido a la presión atmosférica u otro tipo de presiones.
Repulsión
Fuerzas intermoleculares que evitan que los átomos o moléculas se junten y cambien de estado.
Densidad
Relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa; a mayor volumen con igual masa, menor densidad.
Presión uniforme
Propiedad del fluido por la que la presión se transmite por igual en todos los puntos y direcciones del recipiente.

Preguntas para practicar

¿Por qué la presión ejercida por un líquido aumenta al descender en profundidad?

Porque a mayor profundidad hay una columna mayor de agua por encima del cuerpo, lo que incrementa la fuerza (peso del líquido) que actúa sobre el área; como P = F/A, al crecer F aumenta P.

¿Qué relación existe entre el volumen que ocupa un fluido y su densidad?

Si la masa permanece constante, a mayor volumen ocupado menor es la densidad (ρ = m/V), pues las moléculas están más separadas y ocupan más espacio.

Temas y conceptos clave

Presión sobre los fluidosFórmula de la presión P = F/AFluidos: líquidos y gasesRelación entre volumen y densidadDistribución uniforme de la presiónPresión de gases en recipientes cerradosAplicaciones: sistemas hidráulicos, inflado de neumáticospresiónfuerzaáreadensidadvolumeninmersióndeformaciónrepulsión intermolecularpresión uniformeenergía cinética de las moléculas

Fuentes y referencias

  • Libro de texto EGB 10 Ciencias Naturales 2024, Tema 2: Presión sobre los fluidos (pág. 154 del impreso).
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la presión ejercida por un fluido?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué un barco de acero flota si el acero es más pesado que el agua?
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¿Por qué la presión en un líquido aumenta con la profundidad?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Estados de la materia (sólido, líquido, gaseoso)
  • • Concepto de fuerza y peso
  • • Área de superficies y unidades de medida
  • • Concepto de masa, volumen y densidad
Siguiente tema sugerido
Presión hidrostática y su relación con la profundidad: P = ρ · g · h
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Tema 2

Menciona algunas sustancias que sean más livianas que el agua, como, por ejemplo, el aceite.

Desequilibrio cognitivo

Las modernas embarcaciones son fabricadas con metales y son más pesadas que el agua. ¿Por qué flotan cuerpos más pesados en el agua?

inmersión. Se refiere a la capa- cidad que tiene un cuerpo (más pesado que un determinado líquido) de sumergirse en este; dicho líquido por lo general es el agua.

deformación, Acción o proceso en que un cuerpo cambia de for- ma, debido a la presión atmosfé- rica u otro tipo de presiones.

repulsión. Se utiliza este término para referirse a las fuerzas inter- moleculares que evitan que los átomos o moléculas se junten y cambien de estado.

Presión de un gas cualquiera

La presión es igual a la fuerza sobre el área.

Fuerza

DADA

Opuesto a la fuerza

Presión sobre los fluidos

La presión ejercida en los fluidos es igual a la acción de una fuerza deter- minada sobre la superficie de estos. Dicha presión se representa matemá- ticamente con la fórmula P = F/A, donde P corresponde a la presión; F corresponde a la fuerza; y A corresponde al área de un fluido.

Los fluidos corresponden a líquidos y gases y, debido a que las molécu- las de los fluidos en estos dos estados de la materia tienden a moverse y ocupar la forma del recipiente contenedor, son fácilmente afectados por la presión, en especial los gases.

En este contexto, mientras más separadas están las moléculas de un com- puesto, más espacio ocupará dicho cuerpo; así se da una relación en la que “a mayor volumen ocupado, menor será la densidad de un fluido”

Presión

Se sabe que la presión es el accionar de una fuerza sobre la superficie de un cuerpo. Si ejemplificamos este proceso con un buzo cuando ingresa en el Mar, este notará que a mayor profundidad de inmersión, la fuerza o peso del agua será mayor sobre su cuerpo, llegando su organismo a un límite físico y biológico. Seguir descendiendo podría ser mortal.

La presión aplicada se distribuye uniformemente sobre la superficie de los líquidos y gases, y produce un nivel de deformación proporcional a la fuer- za interactuante. Esto se debe a los espacios intermoleculares grandes que se originan en la fuerza de repulsión de las moléculas del fluido.

Cuando los fluidos gaseosos se encuentran contenidos en recipientes her- méticamente cerrados a presiones considerables, las moléculas de estos gases chocan con gran fuerza contra las paredes del recipiente, y cuando la resistencia del material del contenedor es superado por la presión del gas comprimido, el material cede y se producen explosiones (por ejemplo, cuando sometemos un espray al calor y aumenta la presión interna).

Presión sobre los fluidos

La presión que se aplica sobre un fluido actúa de manera muy diferente, que si aplicara la misma presión a un sólido. Un fluido que es afectado por la presión distribuye esta fuerza de manera uniforme por toda su masa, ha- ciendo, a su vez, que la masa del fluido ejerza presión de manera equitativa en el recipiente que lo contiene. Esta cualidad del comportamiento de un fluido frente a la presión tiene múltiples usos, como inflar una pelota con aire, inflar una llanta de bicicleta o ser el principio del funcionamiento de sistemas hidráulicos.

Hacia una definición de presión de un fluido

La presión en un fluido, sea gaseoso o líquido, es la fuerza que ejerce el fluido hacia las paredes de un envase. Esta presión siempre es uniforme en todos aquellos puntos en los que una sustancia incide. La presión que ejerce un fluido está en relación directa con su volumen y su densidad.

“1 Como se ve en el gráfico, la presión de cualquier gas es igual hacia todos los lados, a la misma velocidad y con la misma energía cinética.

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