Curso online. Sumario: La presión que hace un líquido en un punto cualquiera, se transmite con la misma intensidad y en todas direcciones a todos los puntos del líquido. El barril de Pascal. Principio de la prensa hidráulica o gato hidráulico. La Ley de la palanca.
Summary: The pressure that a liquid makes at any point is transmitted with the same intensity and in all directions to all points of the liquid. Pascal's barrel. Principle of the hydraulic press or hydraulic jack. The Law of the lever.
EL PRINCIPIO DE PASCAL
"Curso online de hidráulica"
El Principio de Pascal
- La presión que hace un líquido en un punto cualquiera, se transmite con la misma intensidad y en todas direcciones a todos los puntos del líquido.
Esta es la conclusión a que llegó Pascal después de sus investigaciones intuitivamente esto se puede ver en un aparato, en el cual apretando con un pistón, se hace salir el agua por los diferentes agujeros del recipiente, observando que el agua sale en una dirección diferente por cada agujero y que, aproximadamente por todos los agujeros sale a la misma velocidad.
La presión que hace un sólido en virtud de su peso actúa en una sola dirección (vertical) y en un solo sentido (abajo), sin embargo la presión que hace un líquido en virtud de su peso actúa en todas direcciones, vertical, horizontal y en todos los sentidos arriba, abajo, derecha, e izquierda.
Pascal para demostrar que la presión en un recipiente no depende de la cantidad de líquido, sino de su altura y que la dirección de la presión hidrostática es siempre perpendicular a la superficie del cuerpo en contacto con el líquido construyó un barril con un tubo muy largo y delgado para que cupiese una mínima cantidad de agua, la llenó con un litro de agua, como el tubo era muy largo la presión en el barril era mucha, el barril reventó, demostrando lo que Pascal quería.
Una aplicación inmediata del principio de Pascal es utilizar la transmisión de la presión en todas las direcciones, para multiplicar una fuerza que se está haciendo en un punto.
Por ejemplo, colocando un peso de 10 kilos en el cilindro grande, el sistema está en equilibrio, es decir, no se mueve explicaremos porque:
La presión que hay en el cilindro pequeño, punto A es:
F 10 kilos
P = ------- es decir; p = ------------- 10 Kg/cm²
S 1cm²
Según el principio de Pascal, esta presión se transmite en todas las direcciones y sentidos en la masa líquida, por consiguiente en el punto B, habrá una presión de 10 Kg/cm², en dirección hacia arriba.
En el cilindro grueso (punto B) la presión debida respecto a los 1000 kilos será:
1000 kilos
P = ----------------- = 10 kilos / cm²
100 cm²
Con lo que vemos se trata de la misma presión pero en sentido hacia abajo, por tanto se anulan.
Este ejemplo es el principio de la prensa hidráulica o gato hidráulico.
Supongamos un ejemplo donde la relación de secciones del émbolo grande y pequeño es de 100 a 1 y se quiere conocer la fuerza máxima que puede hacer la prensa.
Teniendo en cuenta que la fuerza que hace el operario (J) es de 50 kilos, se calcula en primer lugar la fuerza que hará el émbolo pequeño.
Para esto se aplica la ley de la palanca.
J' • 16 cm = J • 1 cm. (J' = 50 kilos)
por tanto, 50 kilos • 16 cm = J • 1 cm
50 kilos • 15 cm
J = ---------------------------- 800 Kilos
1 cm
Así el émbolo pequeño hará una fuerza de 800 kilos, lo que quiere decir que, si suponemos que la sección del cilindro pequeño es de 1 cm², la presión sobre el líquido será:
F 800 Kilos
P = -------- P = ------------------ = 800 Kgr / cm²
S 1cm²
y como la presión es transmitida en todas direcciones en el cilindro grueso, tendremos la misma presión, y por tanto:
F F
P = ------ 800 Kgr/cm² = ------------
S 100 cm²
F = 800 Kgr/cm² • 100 cm² = 80.000 kilos
Con esto se puede ver que haciendo una fuerza de 50 kilos se puede obtener una fuerza de 80.000 kilos.
Hay que comentar que el movimiento del émbolo grueso es más pequeño que el movimiento del émbolo pequeño.
En el caso del ejemplo anterior en qué la relación de secciones era de 100 a 1, resulta que para desplazar el émbolo grueso un milímetro, el émbolo pequeño se ha de desplazar cien milímetros.
