La ley de pascal afirma que todo cambio en la presión ejercida en un fluido en reposo y confinado dentro de un recipiente, se trasfiere homogéneamente a cada punto del mismo, siempre y cuando la densidad del fluido este constante.
Supone la base del trabajo de las máquinas hidráulicas, ya que un fluido se puede usar para transmitir el cambio de presión desde un extremo al otro de una tubería y ejecutar un trabajo mecánico aprovechable, como por ejemplo frenar un automóvil o elevar un gran peso empleando una fuerza menor.
El origen de la presión hidrostática
Cuando un fluido llena un depósito, ejerce presión sobre las paredes completo a que sus moléculas están menos ligadas que las de un sólido y animadas de movimiento. De esta forma chocan perennemente contra las paredes contenedoras. Durante estas colisiones, el momentum de las partículas cambia y por tercera ley de Newton, se reparte sobre las paredes.
Como esta fuerza es distribuida y perpendicular a las paredes, ajusta definir una cantidad llamada presión. La presión es un escalar que viene dado por el cociente entre la componente perpendicular de la fuerza y el área de la superficie sobre la que se aplica.
La expresión tiene la ecuación:
Pm=F/A
Pm=presión media
F=magnitud de la fuerza
A=área sobre la que es ejercida
Hidráulica – Ley de Pascal
Los sistemas hidráulicos trasladan potencia enviando un fluido hidráulico, desde un recipiente cerrado, mediante un desplazamiento variable a otro depósito cerrado. Aquí se explica la presión como la base de la potencia hidráulica. Se la expone de acuerdo con el principio de Pascal. También los “caudales” y la “potencia hidráulica” se exponen por el cálculo de “fuerzas” y “velocidades” de un cilindro hidráulico.
Principio de Pascal
De acuerdo con este principio, un fluido estático en un depósito cerrado tiene las siguientes particularidades:
- Se ejecuta un trabajo en un plano en ángulo recto
- La presión se trasfiere igual en todas direcciones.
- La presión afanosa en un punto de un fluido,
Se trasfiere en todo el líquido con el igual valor.
La presión P se expresa con la sucesiva fórmula como fuerza por unidad de superficie.
P=F/A
P {Pa (kg/cm¨2)}: Presión
F {N (Kg)}: Fuerza aplicada
A {m2 (cm ²)}: Área de aplicación
El gráfico pauta un multiplicador de fuerza basado en el Principio de Pascal. El multiplicador de fuerza es un depósito cerrado con pistones móviles situados en ambos extremos. La presión es igual en todo el recipiente, entonces se deriva la fórmula P=F1/A1=F2/A2, de lo que da como consecuencia F2=F1xA2/A1.
La fuerza sobre el área de la sección mayor F2 se multiplica por la relación con el área de la sección menor donde se utiliza la fuerza F1. Los subíndices 1 y 2 dicen las áreas mayores y menores de los pistones. La distancia recorrida por el pistón es igual a la inversa de la relación de la sección transversal (A1/A2): por lo tanto el pistón con mayor sección transversal recorre una distancia menor. El camino por unidad de tiempo o el producto de la velocidad por el área transversal es el caudal.
Ejemplos Ley de Pascal
Se desea elevar un automóvil de 1500 kg con ascensor hidráulico y la plataforma es de 225 cm2. En este caso se pone una fuerza sobre el émbolo más pequeño de área 12 cm2. ¿Qué magnitud de fuerza se requiere en base la ley de pascal?
Se aplica la ecuación del elevador hidráulico, y la fuerza que se requiere es F1:
F1/A1=F2/A2
Los valores numéricos son:
A1 = 12 cm2
A2 = 225 cm2
F2 = 1500 kg = 1500 kg−fuerza
Al sustituir se obtiene:
F1/A1=F2/A2 = (12cm*1500kg−fuerza)/225cm2=80kg−fuerza
Se debe hacer cambios en las unidades de área. Una masa de 1500 kg con peso de 1500 kilogramos en fuerza en unidades.
El resultado en newton o equivalencia:
1 kg-fuerza = 9.8 N
Entonces 80 kg-f es 784 N.