El Principio Pascal es una ley hidrostática que implica una presión hidráulica variable en un fluido de equilibrio.

Recibe su nombre porque fue realizado en el siglo XVII por el físico, matemático y filósofo francés Blaise Pascal. (1623-1662).

Su declaración se expresa de la siguiente manera:

"El aumento de la presión ejercida sobre un líquido de equilibrio se transmite integralmente a todos los puntos del líquido, así como a a las paredes del contenedor en el que está contenido ".

Formula

De la figura anterior, la fórmula del Principio Pascal se expresa:

Donde

F1 y F2: fuerzas aplicadas a los pistones 1 y 2
Un1 y A2: áreas de pistones 1 y 2

En este sentido, las intensidades de las fuerzas aplicadas son directamente proporcionales a las áreas de los pistones.

Aplicaciones: ejemplos

Algunos ejemplos del Principio Pascal se pueden aplicar a:

  • Prensas hidráulicas
  • Elevadores hidráulicos
  • Frenos hidráulicos
  • Presas
  • Cajas de agua
  • Sistemas de amortiguadores

Principio Stevin

El teorema de Stevin Se conoce como la Ley Fundamental de Hidrostática. Su declaración es:

"La diferencia entre las presiones de dos puntos de un fluido de equilibrio (en reposo) es igual al producto entre la densidad del fluido, la aceleración de la gravedad y la diferencia entre las profundidades de los puntos.. "

Por lo tanto, este teorema determina la variación de la presión hidrostática. eso ocurre en los fluidos.

Para calcular esta variación usamos la siguiente fórmula:

∆P = γ ⋅ ∆h o ∆P = d.g. ∆h

Donde

∆P: variación de la presión hidrostática (Pa)
γ: peso específico del fluido (N / m3)
d: densidad (kg / m3)
g: aceleración de la gravedad (m / s2)
∆h: variación de la altura de la columna de líquido (m)

Principio de Arquímedes

Más allá de los principios de Pascal y Stevin, el teorema de Arquímedes También es parte de la hidrostática. Su declaración es:

"Cada cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desplazado, por lo que los cuerpos más densos que el agua se hunden mientras que los menos densos flotan.. "

Este teorema se usa para calcular la fuerza vertical y ascendente (fuerza de flotación) que hace que un cuerpo sea más ligero dentro de un fluido.

Para calcular la fuerza de flotación, use la siguiente fórmula:

E = df.Vfd.g

Donde

E: fuerza de flotación (N)
df: densidad del fluido (kg / m3)
Vfd: volumen de fluido desplazado (m3)
g: Aceleración de la gravedad (m / s2)

Lea también: hidrostática y fórmulas de física.

Ejercicios de examen de ingreso a la universidad

1. (UNICAMP) La siguiente figura muestra, en forma simplificada, el sistema de frenos de disco de un automóvil.

Al presionar el pedal del freno se empuja el pistón de un primer pistón que, a su vez a través del aceite del circuito hidráulico, empuja un segundo pistón.

El segundo pistón presiona una pastilla de freno contra un disco de metal unido a la rueda, lo que hace que disminuya su velocidad angular.

Considerando el diámetro d2 del segundo pistón dos veces el diámetro d1 del primero, ¿cuál es la relación entre la fuerza aplicada al pedal del freno por el pie del conductor y la fuerza aplicada a la pastilla del freno?

a) 1/4
b) 1/2
c) 2
d) 4

2. (UERJ) Observe en la siguiente figura la representación de una prensa hidráulica, en la cual las fuerzas F1 y F2 actúan, respectivamente, sobre los pistones de los cilindros I y II.

Deje que los cilindros estén completamente llenos de líquido. El volumen del cilindro II es cuatro veces el volumen del cilindro I, cuya altura es tres veces la altura del cilindro II. La relación entre las intensidades de las fuerzas F2 y F1 cuando el sistema está en equilibrio corresponde a:

a) 12
b) 6
c) 3
d) 2

3. (Enem 2013) Para ofrecer accesibilidad a personas con dificultades para caminar, el elevador hidráulico se utiliza en autobuses y automóviles.

En este dispositivo, se utiliza una bomba eléctrica para forzar que el fluido pase de una tubería estrecha a una tubería más ancha, impulsando así un pistón que mueve la plataforma.

Considere un elevador hidráulico cuya área de la cabeza del pistón es cinco veces más grande que el área de la tubería que sale de la bomba.

Desechando la fricción y considerando una aceleración gravitacional de 10 m / s2 , se desea levantar a una persona de 65 kg en una silla de ruedas de 15 kg en la plataforma de 20 kg.

¿Cuál debería ser la fuerza ejercida por el motor de la bomba sobre el fluido para que la silla de ruedas se eleve a velocidad constante?

a) 20 N
b) 100 N
c) 200 N
d) 1000 N
e) 5000 N