Hidraulica, ley de pascal y principio de arquimedes

HIDRAULICA: La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos. Su estudio es importante ya que nos posibilita analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas. También, mediante el cálculo matemático, permite el diseño de modelos a pequeña escala y la experimentación con ellos, así es posibledeterminar las características de construcción que deben de tener presas, puertos, canales, tuberías y maquinas hidráulicas como el gato y la prensa. Se divide en dos partes:
1) HIDROSTATICA: Rama de la HIDRAULICA que tiene por objetivo estudiar los líquidos en reposo, se fundamenta en leyes y principios como el de Arquímedes, Pascal y la paradoja hidrostática de Stevin, mismos que contribuyena cuantificar las presiones ejercidas por los fluidos y al estudio de sus características generales.
2) HIDRODINAMICA: Es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, el flujo y el gasto del líquido.
LEY DE PASCAL: “La presión ejercida sobre la superficie libre de un líquido confinadodentro de un recipiente se transmite con la misma intensidad a todo el fluido.”
Lo que esta ley expresa es que los líquidos, a diferencia de los gases son incompresibles, es decir, mientras que los gases se pueden comprimir, los líquidos no.
Experimento de la jeringa: Presionar la jeringa con gas y con líquido.
PRESION: La presión indica la relación entre una fuerza aplicada y el áreasobre la cual actúa. En cualquier caso en que exista presión, una fuerza actuará en forma perpendicular sobre una superficie. Matemáticamente la presión se expresa por:
P=F/A Donde:
P = Presión.
F = Fuerza aplicada.
A = Área o superficie sobre la que actúa la fuerza en metros cuadrados.

El resultado de esta fórmula se expresa en pascales (n). También es usado el término kilopascal (kpa).La prensa hidráulica, consta de dos émbolos de diferente superficie unidos mediante un líquido, de tal manera que toda presión aplicada en uno de ellos será transmitida al otro. Se utiliza para obtener grandes fuerzas en el émbolo mayor al hacer fuerzas pequeñas en el menor.

Es una máquina compleja que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento deelevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria industrial.

Funcionamiento: Los frenos hidráulicos utilizan la presión de un líquido (presión hidráulica) para forzar las balatas hacia fuera, contra los tambores. El sistema consta esencialmente de dos componentes: el pedal del freno con un cilindro maestro y el mecanismo de freno de ruedas, junto con los tubos oconductos correspondientes y las piezas de sujeción.

Al funcionar, el movimiento del pedal del freno fuerza a un pistón para que se mueva en el cilindro maestro. Esto aplica presión a un líquido delante del pistón. Obligándolo a pasar -bajo presión- a través de los conductos de freno hacia los cilindros de ruedas. Cada cilindro de rueda tiene dos pistones. Cada pistón está acoplado a una de laszapatas de freno mediante un pasador accionador. Por tanto, cuando el líquido es forzado al interior de los cilindros de ruedas, los pistones resultan empujados hacia fuera. Este movimiento fuerza las balatas también hacia fuera, poniéndolas en contacto con el tambor.

La fórmula que se utiliza en una prensa hidráulica es:
F1= | F2 |
S1 | S2 |

Donde:
F= Fuerza y S=SuperficieEjemplo

Se desea elevar un cuerpo de 1000 kg utilizando una elevadora hidráulica de plato grande circular de 50 cm de radio y plato pequeño circular de 8 cm de radio, calcula cuánta fuerza hay que hacer en el émbolo pequeño.

En este ejercicio nos dan datos para calcular las dos superficies y para el peso a levantar, es decir calculamos previamente S1, S2, F2 y calculamos F1 despejando....