Presión [lección de reemplazo: Presión]

Philip está colgando un póster, pero se le han acabado las chinchetas. Intenta usar una aguja en lugar de una chincheta para colgar el póster. ¡Ay! la aguja no funciona — pincha el pulgar de Philip. Tal vez esta clavija de madera con el extremo plano iría mejor. El extremo romo es mejor para el pulgar de Philip.

Pero a pesar de que Philip presiona tan fuerte como antes, la clavija no perfora la pared. ¿Cómo es que las chinchetas se clavan fácilmente en la pared con darles solo un empujoncito? ¡Bueno, todo es cuestión de presión! Cuando Philip empuja la aguja, aplica una fuerza en un extremo. Este extremo de la aguja es una superficie diminuta donde se concentra toda la fuerza. Por eso Philip siente mucha presión en el pulgar y le duele. Cuando usa la clavija, no le duele.

Esto se debe a que la fuerza que Philip aplica se extiende sobre la superficie más grande del extremo plano de la clavija. Su pulgar recibe menos presión. Pero el otro extremo de la clavija, el que se presiona contra la pared, también tiene una superficie más grande. La fuerza que aplica Philip se extiende sobre esa superficie. No es suficiente para perforar la pared.

Es por eso que Philip tiene que encontrar algunas chinchetas. como la clavija, una chincheta tiene un extremo romo. Philip puede presionar sin hacerse daño, porque la presión es baja. Y como la aguja, la chincheta tiene un extremo puntiagudo que toca la pared, donde se concentra toda la fuerza. Donde la punta de la chincheta toca la pared, la presión es alta, y la chincheta se clava sin dificultad. ¿Te has dado cuenta?

Hay una relación entre la fuerza aplicada, la superficie de contacto, y la presión resultante. Cuando aplicas una fuerza sobre una superficie, creas presión. Cuanta presión hay depende de cuanta fuerza se aplique, y sobre qué superficie. La presión es igual a la fuerza dividida por la superficie (o el área). Si conoces la cantidad de fuerza y el área de contacto puedes calcular la presión. ¡Vamos a intentarlo!

Jenny y Aki están en la playa. Ambos pesan lo mismo: 60 kilogramos. La fuerza con la que cada uno de ellos ejerce sobre la arena es de unos 600 newtons. Aki lleva zapatos de tacón, y Jenny lleva botas planas. Las suelas de las botas de Jenny tienen una superficie conjunta de 0,04 metros cuadrados.

El área combinada de las suelas y los tacones de los zapatos de Aki tiene solo 0.015 metros cuadrados. ¿Puedes decir cuál de las chicas ejerce más presión sobre la arena? ¡Usemos la fórmula para resolverlo! La presión bajo las botas de Jenny es igual a la fuerza — 600 newtons, dividida por el área: 0,04 metros cuadrados. 15.000 newtons por metro cuadrado — o 15.000 pascales. La presión bajo de los zapatos de tacón de Aki es de 600 newtons, dividida por el área — 0.015 metros cuadrados. Eso da 40.000 pascales.

La presión bajo los zapatos de tacón de Aki es mucho mayor que la presión bajo las botas de Jenny. ¿Puede Aki de alguna manera reducir la presión que ejerce sobre la arena? Puedes cambiar la presión cambiando la fuerza o el área de contacto. Al aumentar la fuerza o disminuir el área, aumenta la presión. Al disminuir la fuerza o aumentar el área, se reduce la presión. Aki no puede hacer mucho con la fuerza.

Pero puede aumentar el área de contacto ¡quitándose los zapatos! Sus pies descalzos tienen un área mayor que sus tacones, por lo que la fuerza se expande, ¡y no se hunde en la arena!