Principio de Pascal y Principio de Arquímedes

PRINCIPIO DE PASCAL Y PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Realizado por Alfonso Sánchez Alcántara.

Principio de pascal

Descripción y explicación

El filósofo, matemático y físico Blaise Pascal, nacido el 19 de junio de 1623 en Francia y fallecido el 19 de agosto de 1662, realizó importantes aportes a la ciencia.Uno de esus enunciados más famosos se conoce como principio de Pascal y hace referencia a la presión que ejerce un fluido que está en equilibrio y que no puede comprimirse, alojado en un envase cuyas patredes no se deforman, se transmite con idéntica intensidad en todos los puntos de dicho fluido y hacia cualquier dirección. Este principio se utiliza para amplificar la fuerza aplicada en la llamada prensa hidráulica (patentada en 1795 por Joseph Bramah).

Aplicaciones

Prensa Hidráulica

La principal aplicación del principio de Pascal es la prensa hidráulica. Esta se encuentra formada por dos recipientes de paredes rígidas, cada uno de ellos contiene un fluido incompresible y ambos recipientes se encuentran conectados por la parte inferior. De este modo la altura del fluido es la misma en cada uno de los recipientes. La peculiaridad de este sistema es que el área transversal de ambos recipientes es diferente, pues uno de ellos, es mucho menor.

APLICACIONES

SISTEMA DE FRENADO ANTIBLOQUEO DE LOS AUTOMÓVILES

Neumáticos

Refrigeradores

En los neumáticos de los distintos vehículos existentes, que se inflan con una presión determinada teniendo en cuenta el argumento esgrimido por el físico francés.

De la misma manera, en los refrigeradores de cualquier tipo también se acude a hacer uso del Principio de Pascal. Así lo que se logra es que realicen su función correctamente, que no es otra que la de retirar el calor.

En el sistema de frenado antibloqueo de los automóviles, en el conocido sistema ABS. En concreto, en este caso, se parte del citado principio que nos ocupa para establecer un mecanismo que impide que las ruedas se bloqueen al frenar y que evita que el coche en cuestión pueda derrapar. Si apuesta por la seguridad del conductor y del resto de ocupación de un vehículo, este mecanismo además permite que quien está al volante tenga un mayor y mejor control de la conducción.

PROBLEMA RESUELTO

Si con una prensa hidráulica queremos multiplicar la fuerza por 16, ¿qué relación deben cumplir sus radios?

Para ello, utilizaremos esta relación: F2 / F1 = S2/ S1 = pi · r2 (2) / pi · r2(1) = r2(2) / r2(1)=> 16 · F1 /F1 = r2(2) = 16 · r2(1) r(2)= 4 · r 1

Principio de arquímedes

Descripción y explicación

Establece que un objeto que se sumerge en un fluido experimentará una fuerza de empuje hacia arriba igual al peso del fluido que es desplazado por el objeto. Por lo tanto, cuando un objeto se sumerge en un fluido, desplaza una cantidad de ese fluido que es igual a su propio volumen. Por ejemplo, si sumerges una pelota de golf en un vaso de agua, la pelota de golf ocupará el lugar de una cierta cantidad de agua, que será desplazada por la pelota. Este desplazamiento del agua hace que el nivel del agua en el vaso se eleve. Así, al sumergir un objeto en un fluido, este desplaza una cantidad de fluido que genera una fuerza conocida como «fuerza de empuje».La magnitud de esta fuerza es igual al peso del fluido desplazado por el objeto y actúa en dirección opuesta a la fuerza gravitacional que tiende a empujar el objeto hacia abajo. Por lo tanto, la fuerza de empuje tiende a empujar el objeto hacia arriba, mientras que la fuerza gravitacional tiende a empujarlo hacia abajo. Dependiendo de la magnitud de estas fuerzas, el objeto puede hundirse, permanecer a la misma profundidad o flotar en el fluido.

APLICACIONES

Hidrostática

Flotación de objetos

DISEÑO DE SUBMARINOS

El principio de Arquímedes es fundamental en la hidrostática, que es la rama de la física que estudia los fluidos en equilibrio. Este principio se utiliza para calcular la densidad de un objeto sumergido en un fluido y para determinar la fuerza de empuje en un objeto sumergido.

El principio de Arquímedes explica por qué los objetos flotan en un fluido. Por ejemplo, los barcos flotan en el agua porque el peso del agua que desplazan es igual al peso del barco y su carga.

El principio de Arquímedes es esencial en el diseño de submarinos. El submarino puede sumergirse y emerger controlando la cantidad de agua que desplaza, lo que le permite controlar su flotabilidad.

APLICACIONES

Hidrometría

Diseño de presas

Diseño de piscinas

El principio de Arquímedes también es importante en el diseño de piscinas. La forma en que se construyen las piscinas, su profundidad y su tamaño, se basa en el principio de Arquímedes para garantizar que el agua no se desborde.

La hidrometría es la medición del caudal de un líquido en un canal o río. El principio de Arquímedes se utiliza para calcular el caudal midiendo la fuerza de empuje sobre un objeto sumergido.

El principio de Arquímedes se utiliza en el diseño de presas para calcular la cantidad de agua que pueden retener sin romperse.

PROBLEMA RESUELTO

Para solucionar el ejercicio utilizaremos la expresión del empuje de Arquímedes, la cual es la siguiente:​E= d(F) · V · gLos datos que nos dan son: -E: 2N -d(F): 1000 kg/m3 (densidad del agua) -g: 9,8 m/s2 Por ello, para calcular el volumen: V= E/ d(F) · g ; V= 2N / 1000 kg/m3 · 9,8 m/s2 ; V= 2,04 · 10 (-4) m3

El empuje de un cuerpo que se encuentra sumergido en agua es de 2N. Determina cuál es el volumen que tiene dicho cuerpo.

PROBLEMA RESUELTO

Peso: P= m · g ; P= 2,00 kg · 9,8 m/s2 ; P= 19,6 N​Peso aparente: P (ap)= P - E

Para ello, calcularemos la E: -E= d(F) ·V · g Pero antes necesitamos el volumen. - V= m/d ; V= 2,00 kg / 2,7 g/cm3 ; V= 2,00 kg / 2700 kg/m3 ; V= 7,4 · 10 (-4) m3 Ahora si podemos calcular la E: -E= d(F) · V · g ; E= 1000 kg/m3 · 7,4 · 10 (-4) m3 · 9,8 m/s2 ; E= 7,252 N Después, calculamos el peso aparente: -P (ap) = 19,6 N - 7,252 N ; P(ap) = 12,3 N

Determina el peso y el peso aparente de una roca de 2,7 g/cm3 y 2,00 kg de masa que se encuentra en agua.

PROBLEMA RESUELTO

Determina el volumen de agua de mar, de densidad 1,025 g/cm3, que desaloja un transatlántico de 200 000 toneladas. Expresa el resultado en litros.

Para resolverlo, utilizaremos el enunciado siguiente: Se alcanzará el equilibrio de flotación cuando el nuevo empuje (E`) se haga igual de intenso que el peso del cuerpo: E`= P d(F) · V´ · g = m · g V´= m · g / d(F) · g V`= m/d(F) V´= 2 · 10 (8) kg / 1,025 g/cm3 V`= 2 · 10 (8) kg / 1025 kg/m3 V`= 2 · 10 (5) m3 V´= 2 · 10 (8) L

BIBLIOGRAFÍA

https://www.uv.es/uvweb/fisica/es/catalogo-demos/fluidos/principio-pascal-prensa-hidraulica-1286053998293/DemoExp.html? id=1286111060011#:~:text=El%20principio%20de%20Pascal%20afirma,las%20paredes%20que%20lo%20contien https://blog.unitips.mx/el-principio-de-pascal http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/arquimedes/arquimedes.htm https://www.mundodeportivo.com/urbantecno/ciencia/principio-de-arquimedes-explicacion-facil https://definicion.de/principio-de-pascal/

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