ES UNA APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL

El principio del Pascal, o acto de Pascal, fundar que un cambio en la presión de un experto confinado dentro cualquiera del sus puntos eliminar transmitido no tener alteración a todo el mundo los recordatorio puntos dentro del fluido.

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Este principio es decir descubierto por los científico francés Blaise Pascal (1623 – 1662). Debido ns la trascendencia ese los contribuir hechos de Pascal uno la ciencia, se ha nombrado en su al honor la unidad ese presión en el sistema Internacional.

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Puesto ese la presión se define qué el cociente entre la fuerza perpendicular a una superficie todos su área, 1 Pascal (Pa) equivalente a a uno newton / m2.


Historia

Para comprobar su principio, Pascal ideó la a demostración lindo contundente. Continuo una esfera hueca y horadada en varios sitios, poner tapones en todos los agujeros menos en uno, vía el cual la llenó del agua. Dentro este donde él una jeringa provista de un émbolo.

Al aumentar suficientemente la presión en el émbolo, der tapones salen disparados al mismo tiempo, porque la presión se transmite por capital a todos der puntos de fluido y en todas los direcciones, demostrando de esta manera la actuar de Pascal.


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Jeringa después Pascal. Fuente: Wikimedia Commons.

Blaise Pascal tuve una destino corta, garrapata por la enfermedad. Ns increíble distancia de su mente lo lo llevo puesto a indagar dentro de diversos aspectos después la esencia y la filosofía. De ellos aportes alguna se limitaron a estudiar el acción de ese fluidos, Pascal ~ fue pionero de la computación.

Y denominaciones que uno los 19 años, Pascal creó una calculadora mecánica hacía que su de los padres la utilizara dentro su carrera profesional en ns sistema después impuestos de Francia: la pascalina.

También, junto alcanzan su amigo y colega el gran matemático Pierre del Fermat, dieron forma uno la teoría después las probabilidades, indispensable en Física y en Estadística. Pascal falleció en París, a la la edad de treinta y nueve años.

Explicación de principio después Pascal

El siguiente experimento es lindo simple: se llena un tubo dentro de U alcanzar agua y se le localización tapones en cada polo que puedan deslizarse suave y fácilmente, a modo de pistones. Se lo hace presión contra el pistón izquierda hundiéndolo un pequeña y se observar que el del la derecha sube, presionado por los fluido (figura inferior).


Aplicación después principio después Pascal. Fuente: cuento de hadas propia.

Esto sucede porque la presión se transmite sin disminución alguna a todos punto de fluido, incluyendo ese que están dentro de contacto alcanzan el pistón de la derecha.

Líquidos qué agua o aceite ellos eran incompresibles pero al unísono las moléculas tienen suficiente libertad de movimiento, lo como hace posible que la presión se distribuya para el pistón derecho.

Gracias uno ello, el pistón correcto recibe una efectivo que es correcto igual dentro de magnitud y dirección un la que se solicitar a la izquierda, aun de apreciado opuesto.

La presión dentro un fluido estática es autosuficiencia de la forma del recipiente. Se demostrará enseguida que la presión cambia linealmente con la profundidad y el principio después Pascal es consecuencia de ello.

Una alteración después la presión en alguna punto, hacer que la presión dentro otro nombrar se altere dentro la uno cantidad. Del lo contrario existiría una presión extra que haría fluir los líquido.

La relación todos la presión y la profundidad

Un fluido dentro reposo ejercicio una fuerza sobre las paredes después recipiente los lo contiene e igualmente acerca la superficie de cuales objeto sumergido dentro él. En el experimento después la jeringa después Pascal se ve que ese chorritos del agua salen perpendicularmente un la esfera.

Los fluidos reparten la efectivo perpendicularmente dentro de la superficie para la que actúa, por él​ es conveniente introducir el idea de presión media Pm como la forces perpendicular ejercida F por zona A, cuyo unidad SI eliminar el pascal:

 Pm = F⊥ / A

La presión aumenta alcanzan la profundidad. Se puede mirar aislando una pequeña porción de fluido en equilibrado estático y solicitar la segunda ley de Newton:

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Diagrama de físicamente libre ese una pequeña porción después fluido en equilibrio estático alcanzan forma después cubo. Fuente: E-xuao

Las fuerza horizontales se cancelan por pares, aun en la dirección erguido las efectivo se coporación, grupo así:

∑Fy = F2 – F1 – mg = 0 → F2 – F1 = mg

Expresando la masa en términos del la densidad ρ= ya no /volumen:

P2.A- P1.A = ρ x tonelada x g

El volumen después la porción del fluido denominada el producto ns x h:

A.(P2 – P1) = ρ x uno x h x g

ΔP = ρ.g.h Teorema fundamental del la hidrostática

Aplicaciones

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Una retroexcavadora hace uso del principio ese Pascal para levantar grandes pesos

El principio después Pascal se ha utilizado para construir numerosos dispositivos que multiplican la efectivo y facilitan labores como levantar pesos, estampar encima metal o prensar objetos. Entre apellido se destacan:

-La prensa hidráulica

-El sistema del frenos ese los automóviles

-Palas mecánicas y brazos mecánicos

-El gato hidráulico

-Grúas y ascensores

A continuación, veamos de qué manera el principio de Pascal hacer que las efectivo pequeñas se transformen dentro de fuerzas grande para ejecuta todos esta trabajos. La prensa hidráulica eliminar el ejemplo además característico y eso analizado un continuación.

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La prensa hidráulica

Para construir una prensa hidráulica se toma el mismo instrumento de la conformada superior, es llama un recipiente dentro forma de U, del cual ya sabemos que ese un pistón al es diferente se transmite exactamente la misma fuerza. La diferenciables será los tamaño del los pistones y esto eliminar lo que hace marchar al dispositivo.

La siguiente conformado muestra ns principio ese Pascal dentro acción. La presión es la misma dentro todos der puntos después fluido, tanto dentro de el pistón bajas como en el grande:

Esquema ese la prensa hidráulica. Fuente: Wikimedia Commons.

p = F1 / S1 = F2 / S2

La magnitud de la fuerza que se transmite al pistón estupendo es:

F2 = (S2 / S1). F1

Como S2 > S1, resulta dentro de F2 > F1, así la efectivo de dejar se ha multiplicado en el factor dado por los cociente entre las áreas.

Ejemplos

En ~ ~ sección se presentan ejemplos ese aplicación.

Frenos hidráulicos

Los frenos después los coche hacen uso ese principio después Pascal a través de un fluido hidráulico que completamente unos tubos conectados a los ruedas. Cuándo necesita detenerse, los conductor solicitud una efectivo oprimiendo ns pedal de freno y crear una presión en el fluido.

Por los otro extremo, la presión empuja ns pastillas de freno anti el tambor o los discos después freno ese giran dentro de conjunto con las ruedas (no alcanzan los neumáticos). El rozamiento resultante hacer que el disco se vaya deteniendo, ralentizando ~ a los ruedas.


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Sistema después frenos hidráulicos. Fuente: F. Zapata

Ventaja mecánica después la prensa hidráulica

En la prensa hidráulica después la conformado inferior, el carrera de entrada debe ser igual al carrera de jubilación siempre y cuando alguna se tome en cuenta la fricción.

La fuerza de admisión F1 hacer que el pistón recorra una calle d1 al bajar, mientras tanto la forces de dejando F2 permite un recorrido d2 después pistón ese sube. Sí señor el trabajo mecánico realizado por ambos fuerzas denominada el mismo:

F1.d1 = F2. D2

La favorable mecánica M denominada el cociente entre las magnitudes ese la fuerza entrada y la del salida:

M = F2/F1 = d1/d2

Y como se probar en la parte precedente, ~ se pueden expresar qué el cociente todos las áreas:

F2/F1 = S2 / S1

Pareciera ese se logra hacer carrera profesional gratis aun en verdad cuales se está crear energía alcanzar este dispositivo, son de la barato mecánica se comprender a expensas ese desplazamiento ese pistón bajo d1.

Así que hacia optimizar el actuación se agrega al aparato un sistema después válvulas de tal manera que el pistón de salida vaya hasta gracias un impulsos breves sobre el pistón de entrada.

De ~ ~ forma los operario ese un gato hidráulico de garaje bombea varias veces hacía ir levantando pequeña a pequeñas un vehículo.

Ejercicio resuelto

En la apretar hidráulica ese la conformada 5, las áreas de los pistones ellos eran 0.5 pulgadas cuadrado (pistón pequeño) y veinticinco pulgadas cuadrado (pistón grande). Encuentre:

a) La favorable mecánica ese esta prensa.

b) La efectivo necesaria para levantar una carga de 1 tonelada.

c) La distancia dentro la ese debe actuar la forces de admisión para levantar dicha carga en uno pulgada.

Expresar todos los resultados en unidades del sistema hermano y de Sistema internacional SI.

Solución

a) La barato mecánica es:

M = F2/F1 = S2/S1 = veinticinco in2 / 0.5 in2 = 50

b) uno tonelada equivalente a a dos mil lb-fuerza. La efectivo necesaria eliminar F1:

F1 = F2 / M = 2000 lb-fuerza / cincuenta = cuarenta lb- fuerza

Para expresar los resultado en el Sistema internacional se requiere del siguiente factor ese conversión:

1 lb-fuerza = 4.448 N

Por lo mucho la magnitud de F1 es 177.92 N.

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c) M = d1/d2 → d1 = M.d2 = 50 x uno in = 50 in

El factor de convertir necesario es: uno in = 2.54 cm

d1 = ciento veintisiete cm = 1.27 m

Referencias

Bauer, W. 2011. Físico para ingenieria y Ciencias. Intervalo 1. Mc Graw Hill. 417-450.College Physics. Pascal’s principie. Recobrado de: opentextbc.ca.Figueroa, D. (2005). Serie: física para Ciencias e Ingeniería. Tonelada 4. Fluidos y Termodinámica. Editado por Douglas Figueroa (USB). 4 – 12.Rex, A. 2011. Fundamentos del Física. Pearson. 246-255.Tippens, P. 2011. Física: el concepto y Aplicaciones. 7ma Edición. McGraw Hill.301-320.
Fanny Zapata. (16 de honorable de 2019). Principio del Pascal: historia, aplicaciones, ejemplos. cambridgemonitor.org. Recuperado del https://www.cambridgemonitor.org/principio-de-pascal/.Copiar cita