Pascal y sus aplicaciones

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INTRODUCCIÓN

Es común observar alguna maquinaria pesada trabajando en las calles o en las carreteras, levantando grandes piedras o rompiendo el pavimento para hacer remodelaciones. La pregunta que nos hacemos ¿Cómo estas máquinas pueden desarrollar fuerzas tan grandes?, esta pregunta nos llevo a investigar sobre su funcionamiento, y la respuesta esta en el mecanismo de funcionamiento de éstasmáquinas, la mayoría son máquinas hidráulicas, es decir, usan líquidos para aplicar y aumentar las fuerzas.

En esta investigación encontramos que en las máquinas hidráulicas el brazo que aplica la fuerza es movido por un pistón, el que consta básicamente de un cilindro lleno de un fluido, generalmente de aceite, que empuja a un émbolo, además su funcionamiento se basa en el principio dePascal.

OBJETIVO

El objetivo de este proyecto es tratar de explicar el mecanismo de funcionamiento de las máquinas hidráulicas el que basa en el principio de Pascal. Pascal descubrió un hecho curioso que luego se transformo en el principio de pascal que dice que:”Al aplicar una presión extra en un punto de un fluido en reposo, el aumento de presión se transmite por igual a todos los puntos delfluido”.

DESARROLLO DE CONTENIDOS

Para conocer el funcionamiento de las máquinas hidráulicas que basa su funcionamiento en el principio de Pascal, es necesario primeramente conocer y entender el concepto de presión.

Investigando, en ciencia, el concepto de presión es muy preciso y se refiere a la fuerza que se distribuye en una superficie y actúa en un área determinada.

Obviamente lapregunta que surge es ¿Cómo se relaciona la fuerza y el área con la presión?

A través de la siguiente experiencia determinaremos la relación entre estas tres variables.

1.- Evaluaremos cómo se relaciona la presión (p) y la fuerza (F) aplicada, para una área (A) constante. Para ello visualizaremos el efecto que produce una fuerza(F), en este caso el peso(P) de un ladrillo, sobre unasuperficie blanda. En esta superficie colocaremos varios ladrillos uno sobre otro para mantener nuestra área constante y observaremos el efecto que produce en esta superficie a medida que se va incremento .

a) [pic] [pic] b)[pic] [pic] c[pic] [pic]

Observando el efecto que produce la fuerza(F), en este caso el peso(P) del cuerpo aplicada en la superficie, podemos concluir que la presión ejercidapor una fuerza es directamente proporcional a la fuerza aplicada para un área constante, es decir:

p α F; para un área(A) constante, A = k.

2.- Evaluaremos y observaremos cómo se relaciona la presión (p) con el área (A) para una fuerza constante. Para ello colocaremos en nuestra superficie un ladrillo el que ubicaremos en distintas posiciones el que nospermitirá observar el efecto que produce una fuerza constante en la superficie.

a)[pic] [pic] b)[pic] [pic]c)[pic] [pic]

Observando los resultados obtenidos, se puede concluir que para una fuerza constante(F = P), la presión es inversamente proporcional al área de contacto, es decir:

p α [pic] ; para una fuerza constante, F = k.

Resumiendo los resultados obtenidos se tiene::p α F; para un área (A) constante, A = k.

p α [pic] ; para una fuerza (F) constante, F = k.

De las experiencias realizadas y de las observaciones de los resultados obtenidos se puede concluir que:

p = [pic]

Esta ecuación nos permite determinar la presión que ejerce una fuerza (F) sobre un área (A) determinada.

En otras palabras, la presión representa lafuerza que se ejerce sobre cada unidad de superficie.

La unidad para medir la presión en el Sistema Internacional se llama Pascal (Pa), como la fuerza se mide en Newton (N) y el área se metros cuadrados (m²), resulta que:

1 Pa = 1 [pic]

Principio de Pascal

Para comprender el funcionamiento de las máquinas hidráulicas, es decir, el efecto multiplicador de fuerzas que ellas poseen,...
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