¿Cuál es el principio de Pascal?
O principioenpascual es una ley de la mecánica de fluidos que establece que la presión aplicada a un líquido en equilibrio estático se distribuye uniformemente y sin pérdidas en todas sus partes, incluidas las paredes del recipiente en el que está contenido. Este principio fue enunciado por el científico francés BlaisePascal.
La diferencia de presión entre dos puntos cualesquiera de un fluido en equilibrio estático debe ser igual.
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Presión se define por la relación entre el fuerza aplicado y el área de la aplicación. Esta magnitud física se mide en pascual (Sartén). Según el principio de Pascal, al aplicar una fuerza sobre un sistema hidráulico, como en un conjunto de pistones, el aumento de presión sobre el pistón se ejercerá uniformemente en todos los puntos de la líquido.
Además, si el fluido está en contacto con el pistón de otra área 10 veces más grande, la fuerza ejercida sobre él será 10 veces más grande que el ejercido sobre el primer pistón. De esta forma, el aumento de presión en cada uno de los pistones será igual.
En la siguiente figura, hay dos pistones conectados por un fluido incompresible en equilibrio estático. Mirar:
Según el principio de Pascal, el aumento de la presión ejercida sobre el primer pistón se comunica uniformemente por todo el fluido.
Al aplicar una fuerza F1 sobre el pistón 1 del área A1, un aumento de presión se comunica en todo el fluido. Por lo tanto, como área A2 del pistón 2 es mayor que el área del pistón 1, la fuerza ejercida sobre el pistón 2 debe ser proporcionalmente mayor en relación con sus áreas. Por tanto, el principio de Pascal se puede escribir mediante la siguiente ecuación:
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A continuación, tenemos una figura que muestra el efecto del principio Pascal: al comprimir el pistón del jeringa, el líquido contenido dentro de la vejiga perforada está sujeto a una mayor presión, por lo que homogéneo:
La presión aplicada por el pistón se transmite por igual a todas las partes del fluido.
También es importante saber que la fuerza ejercida sobre el contenedor es siempreperpendicular a su superficie. Por eso, en la imagen superior, el agua se expulsa en un ángulo de 90º en relación con la curvatura de la vejiga.
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Experimento con el principio de Pascal
Es posible realizar varios experimentos para observar el efecto del principio de Pascal en los fluidos. Uno de ellos consiste en soplar continuamente en un tubo insertado en una botella cerrada, en la que contienen tubos abiertos y del mismo diámetro, conectando el fluido interior con el exterior. Cuanto más aire se bombea a la botella, mayor es la presión dentro de la botella, por lo tanto, mayor es la columna de líquido que se forma en los tubos.
Independientemente de la dirección o profundidad en la que se inserte el extremo inferior de estos tubos, el El líquido dentro de cada uno de ellos debe alcanzar la misma altura, ya que todos estarán sujetos a la misma presión.
A través de este experimento, es posible visualizar que la transmisión de presión en los fluidos ocurre por igual en todas las direcciones.
principio de stevin
O principioenstevin, también conocido como el principiofundamentaldaHidrostática, explica la dependencia entre la presión ejercida por los fluidos en equilibrio estático y su profundidad: Cuanto mayor es la altura de un líquido, mayor es la presión ejercida contra las paredes de su recipiente.
PAG - presión absoluta
PAG0 - presión atmosférica
D - densidad del fluido
gramo - gravedad local
H - profundidad del fluido
Cuando relacionamos esta ley con la principioenPascal, podemos concluir que la profundidad de un fluido determina la presión que ejerce, la cual se distribuye uniformemente a lo largo de su longitud. Además, la fuerza que ejerce este fluido debe ser siempre perpendicular a las paredes de su recipiente.
Esta relación se observa fácilmente si perforamos una botella de plástico llena de agua en dos puntos de diferentes alturas: en los orificios inferiores, más cerca de la base de la botella, el agua será expulsada más lejos debido al aumento de presión hidrostático.
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Ejercicios sobre el principio de Pascal
1) Suponga que, en el esquema que se muestra a continuación, el área del pistón 1 es de 10 cm² y la del pistón 2 es de 25 cm². Si se aplica una fuerza de 45 N al pistón 1, ¿qué fuerza se espera que actúe sobre el pistón 2?
Resolución
Para resolver este tipo de ejercicios es necesario aplicar el principio de Pascal, que se presenta en la siguiente fórmula:
El principio de Pascal establece que la presión se transmite de manera homogénea a lo largo de todo el fluido, por lo tanto, el aumento de presión en el pistón 1 debe ser igual al aumento de presión en el pistón 2. Tomando los datos que nos proporciona el enunciado, tendremos que resolver el siguiente cálculo:
Según el cálculo que hicimos, es posible ver que la relación entre las fuerzas (112,5 N y 45 N) es igual a la relación entre las áreas (25 cm² y 10 cm²) y es 2,5. Por tanto, podemos decir que, según el principio de Pascal, la relación entre las áreas de los pistones es igual a la relación entre las fuerzas ejercidas sobre ellos.
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Por mí. Rafael Helerbrock
¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:
HELERBROCK, Rafael. "Principio de Pascal"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. Consultado el 28 de junio de 2021.
