PRINCIPIO DE PASCAL

Colegio de Bachilleres del Estado de Oaxaca

PL: 02 "Espinal" 436 2021-A

ASIGNATURA: FÍSICA II

Profesor: Humberto Ruíz Orozco

Integrantes del equipo:

• López Gómez Marcos
• Martínez López Wendy Itzamara
• Jarquín Martínes Habibe Sibel
• Santiago Sánchez Evelyn Giselle
• Salmerón Díaz Tomás Sebastián

EMPEZAR

El Espinal, Oax. a 12 de marzo de 2021.

PRINCIPIO DE PASCAL

INTRODUCCIÓN

Pincipio de Pascal

• Sabemos que un líquido produce una presión hidrostática debido a su peso, pero si el líquido se encierra herméticamente dentro de un recipiente puede aplicársele otra presión utilizando un émbolo; dicha presión se transmitirá íntegramente a todos los puntos del líquido. Esto se explica si recordamos que los líquidos, a diferencia de los gases y sólidos, son prácticamente incompresibles.

¿QUIÉN FUE PASCAL?

(Blaise o Blas Pascal; Clermont-Ferrand, Francia, 1623 - París, 1662) Filósofo, físico y matemático francés.

• Fue el primero en establecer las bases de lo que serían las calculadoras y los ordenadores actuales.
• Hizo importantes aportaciones a la teoría de la probabilidad, investigó los fluidos y aclaró conceptos sobre la presión y el vacío.
• Investigaciones sobre la generación de secciones cónicas (comenzadas a desarrollar en 1648).
• El triángulo aritmético (popularmente conocido como triángulo de Pascal)
• Importantes aportaciones en física, especialmente en hidrostática. Pascal fue uno de los primeros que propuso la existencia del vacío (en 1647)
• Definió el concepto físico de presión (la fuerza entre la unidad de superficie) y estudió su cambios con la altura.

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Tonel de Pascal

Con base en su descubrimiento de la transmisión íntegra de cualquier presión hecha sobre un líquido encerrado en un recipiente, Pascal realizó de la siguiente manera el experimento del tonel. Conectó de modo vertical un tubo largo y delgado a la tapa de un tonel o barril de madera previamente lleno con agua. Después, virtió el agua contenida en una jarra a través del tubo delgado y al subir el nivel del agua por éste, la presión en el líquido encerrado en el tonel y en las paredes del mismo fue tan grande que lo reventó en pedazos, ante la sorprendida mirada de los observadores.

"La presión ejercida en un fluido incompresible y contenido en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todos los puntos del fluido"

- BLASE PASCAL

En resumen:

"La presión ejercida en cualquier lugar de un fluido encerrado e incompresible se transmite por igual en todas las direcciones en todo el fluido, es decir, la presión en todo el fluido es constante"

Dicho de otra manera:

Hace referencia a que la presión que ejerce un fluido que está en equilibrio y que no puede comprimirse, alojado en un envase cuyas paredes no se deforman, se transmite con idéntica intensidad en todos los puntos de dicho fluido y hacia cualquier dirección

Comprobación

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión. También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas.

JERINGA DE PASCAL

El incremento en la presión de un líquido que se encuentre en reposo, se transmite de forma uniforme en todo el volumen y en todas direcciones. Uno de sus experimentos más importantes fue la jeringa de pascal, este le permitió verificar como se manifiesta la presión en un líquido dentro de un recipiente. Al ejercer presión en el embolo, el líquido se eleva a la misma altura en cada uno de los tubos y por tanto, la relación entre las fuerza resultante en el émbolo grande cuando se aplica una fuerza menor en el émbolo pequeño será tanto mayor cuanto mayor sea la relación entre las secciones:

• Aplicación de presión hidráulica.

• Aplicación del principio de Pascal.

PRENSA HIDRÁULICA

La aplicación de esta ley puede observarse en diversos dispositivos que apelan a la energía hidráulica. De acuerdo a lo advertido por Pascal, el agua que ingresa a un recipiente con las características mencionadas, puede ser expulsada por cualquier agujero que tengan a la misma presión y velocidad. El principio de Pascal es la clave del funcionamiento de las prensas hidráulicas, un tipo de máquina se toma como base para la creación de frenos, elevadores y otros dispositivos que se utilizan en las industrias. En concreto, la citada prensa hidráulica es una máquina muy sencilla y de corte similar a la famosa palanca de Arquímedes.

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PROTOTIPO DISEÑADO

Ventaja mecánica

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Ventaja mecánica teórica o ideal es una prensa hidráulica se refiere a la relación entre la distancia recorrida por la fuerza de entrada (h) y la distancia recorrida por la fuerza de salida (h2), y nos indica las veces que se multiplica la fuerza de entrada (F1) en un caso ideal, en que la fricción se considera nula.

Proceso

Paso 01

Proceso

¿Qué fuerza se obtendrá en el émbolo mayor de una prensa hidráulica que tiene un área de 240 cm2 cuando en el émbolo menor de 20 cm2 de área se aplica una fuerza de 80 N? Si el émbolo mayor se desplaza una distancia de 8 cm, ¿cuál es el recorrido del émbolo menor?

PREGUNTAS GUÍA

1.- ¿Qué ocurre al presionar los émbolos de las jeringas en cada caso?

El enunciado de pascal dice: “La presión que un fluido incompresible, en estado de estanqueidad y contenido en un recipiente de paredes indeformables ejerce, se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones y puntos del fluido.” Este principio es lo que permite que nuestro experimento pueda funcionar, ya que nosotros estamos generando una presión en la primera jeringa y gracias a esto, se transmite con la misma intensidad a la otra. En el primer caso, cuando se tienen jeringas con la misma capacidad (10 ml), de una jeringa a otra el volumen que se va a recorrer es el mismo. En el segundo caso, ya que son jeringas de distinto diámetro, la mayor con una capacidad de 10 ml y la segunda de 3 ml, al colocar el líquido en la del émbolo menor, la capacidad de la mayor se desplaza al mismo volumen de la menor, quiere decir que sólo se desplazaría 3 ml.

PREGUNTAS GUÍA

2.- En tu contexto, ¿dónde se aplica este principio?

En nuestra vida diaria se aplica la propiedad de ejercer presión en todas direcciones en:

• Frenos hidráulicos: por la presión que se ejerce sobre un pistón y este actúa sobre el líquido es transmitida a otros pistones que accionan los frenos.

• El proceso de Refrigeración: se basa en la aplicación de presión elevada y baja, en forma alternada, haciendo circular un fluido en los momentos de presión por una tubería.

• Neumáticos de los automóviles: estos utilizan una presión de llenado parecida a la presión atmosférica y se produzca una elasticidad que con un golpe fuerte no permite que se destruya. Presión ejercida por los líquidos se transmite con igual intensidad en todas las direcciones.

• Prensa Hidráulica: está formada por pistones de diferentes áreas que, mediante una pequeña fuerza sobre el pistón de menor área, permite obtener una fuerza mayor en el pistón de mayor área. r

CONCLUSIÓN

Al desarrollar esta actividad hemos conocido las definiciones de presión, presión absoluta y presión manométrica en un fluido. Hemos conocido el principio de Pascal , el cual afirma que cuando ocurre un cambio de presión en cualquier punto de un fluido incompresible, Ocurre un cambio igual en la presión en todos los puntos en el fluido. En cuanto a la fuerza de flotación , hoy sabemos que la fuerza de flotación sobre un objeto inmerso en un fluido es igual al peso del fluido desplazado. Para estudiar el movimiento de un fluido se utiliza la ecuación de continuidad, la cual relaciona la velocidad y el área de un fluido que fluye a través de una tubería y la ecuación de Bernoulli que relaciona a la presión, la altura y la velocidad de un fluido ideal que fluye a través de un recipiente o tubería. Hemos ganado experiencia de trabajo en grupo, desarrollando las actividades de forma colaborativa.