El Principio de Pascal. Prensa Hidráulica

El Principio de Pascal dice que una presión aplicada en cualquier punto de una masa liquida se transmitirá a todas las direcciones posibles. Esto trae consecuencias positivas en cuanto a sus aplicaciones.

Las prensas hidráulicas son dispositivos que constan de dos émbolos. En uno (el menor), se aplica una fuerza determinada y el otro (el mayor) recibe esa fuerza multiplicada. Esto sirve para elevar cuerpos de elevado peso aplicando fuerzas menores. Como el caso de los elevadores de autos o el sillón del odontólogo. Generalmente vistos de arriba tienen forma circular como los que veremos aquí.

La presión por concepto es igual a la fuerza aplicada dividida por la superficie sobre la que actúa la fuerza.

P = F / S

Según Pascal, la presión se transmite en todas las direcciones del fluido. Por lo tanto si aplicamos este concepto en la prensa hidráulica la presión sobre el émbolo menor deberá ser igual a la presión que se recibe en el émbolo mayor.

Por lo tanto si P1 es igual a P2

F1/S1 = F2/S2

Las superficies obviamente son diferentes entre ambos émbolos. Esto explica que las fuerzas también deberán ser diferentes para que los cocientes sean iguales. Si S2 es mayor que S1 F2 también será mayor que F1. Aquí radica la ventaja para elevar pesos mayores aplicando una fuerza menor.

Ejemplos:

Calcula la fuerza necesaria que habrá que aplicar a un émbolo chico para elevar un cuerpo que pesa 400 Kgf apoyado en el émbolo mayor. Los radios son respectivamente 6 cm y 24 cm.

Datos:

F1 = ?                     r1 = 6 cm

F2 = 400 Kgf        r2 = 24 cm

La superficie de un círculo responde a la formula:  S = p . r 2

Por lo tanto con los radios tenemos las fórmulas de ambas superficies de los émbolos

S1 = p . r12           S2 = p . r22

Aplicamos la relación de Pascal:

F1/S1 = F2/S2

F1/p . r12 = F2/p . r22

Ambos p se pueden cancelar por ser del mismo valor y estar en miembros distintos como denominador.

F1/ r12 = F2/ r22

Podemos despejar F1:

F1 = (F2/ r22) . r12

F1 = [400 Kgf / (24 cm)2] . (6 cm)2

F1 = [400 Kgf / 576 cm2] . 36 cm2

Los cm2 se cancelan quedando como unidad de fuerza el Kgf.

F1 = 25 Kgf

Como se observa, para elevar a 400 Kgf solo se necesitan 25 Kgf.

Artículo: El Principio de Pascal

Bioquímico Patricio Arroyo

Elquimico

Hola a todos. Mi nombre es Patricio. Mi especialidad es la Química, soy Bioquímico y profesor de materias exactas. Pero también me encantan otros temas de diverso interés, como por ejemplo, todos los relacionados con la salud y el deporte. Espero que en este sitio encuentren lo que están buscando ya que verán gran diversidad de temas. Pueden dejar comentarios e inquietudes. Les mando un saludo grande y los dejo invitados a suscribirse al boletín mensual para que reciban mis nuevos artículos todos los meses.

23 comentarios

    1. Tengo una duda, tenemos una investigación sobre el brazo hidraulico pero nosotros le tenemos que hacer una mejora y reportarlo en la investigación, y ocupo muchas citas textuales en cuanto a la definición del problema, objetivos y etc

  1. Tengo un problema pero me pide sacar el diámetro de un émbolo, teniendo los datos siguientes
    1° émbolo= 10 cm de diámetro
    Masa del cuerpo en el émbolo 1= 25 g
    2° émbolo= diámetro ?
    Masa del cuerpo en el émbolo 2= 800 kg

    1. Hola usas la única relación de ese tema: F1/S1 = F2/S2 Las fuerzas son los pesos. Las S las superficies de los émbolos. La S de un círculo (siempre los hacen circulare) es pi x radio al 2. Si tenés el diámetro tenés el radio. Si el diámetro es 10 el radio es la mitad, o sea 5. Así que en vez de S ponés pi x r a la 2 y despejas.

  2. Hola Profe
    Soy Jean paul y tengo un problema de fisica
    En el cual tengo dos inquietudes
    En un sistema hidraulico,una fuerza de 400Nse ejerce sobre un piston con un Area de 0,001m².El piston de carga en el sistema tiene un Area de 0.2m².
    Me piden cual es la presion en el fluido hidraulico.
    Yo se que la formula es P=fuerza/Area
    Pero no se como quedaria porq la fuerza es Niutos y el Area es m².
    Y la otra es cual seria la magnitud de la fuerza ejercida sobre el piston por el fluido hidraulico.
    Le agradeceria su ayuda.

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