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Iniciación a la física

Autor: Manel Aljama Garcia
Curso:
9,47/10 (15 opiniones) |48159 alumnos|Fecha publicación: 22/03/2005
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Capítulo 4:

 Presión en los líquidos.

Idea General

Pascal estudió la presión de en los líquidos, que tiene unas características especiales. Dedujo la ley que lleva por nombre Principio de Pascal , en la que se basan diferentes aparatos de uso corriente.  La presión en los líquidos se ejerce sobre el fondo y las paredes del recipiente  que los contiene. En la masa del líquido la presión se ejerce en todos los sentidos. El conjunto de todas estas fuerzas se manifiesta como peso del líquido. Los vasos comunicantes son una consecuencia de las características especiales de la presión de los líquidos.

Principio de Pascal

Las moléculas de un líquido, al estar sueltas no solo ejercen presión hacia abajo (el fondo) sino sobre las paredes del recipiente que lo contiene.   Pascal demostró que la presión que se ejerce sobre un punto de un liquido, se transmite íntegramente y con la misma intensidad en todas direcciones.

Esto es muy importante pues si se ejerce una presión f sobre una superficie S, otra superficie S´ que sea 5, 10, 100 veces mayor ejercerá una fuerza 5, 10, 100 veces mayor:

Si tenemos  que   p = f / S   y según el principio de Pascal,   p' = f '/ S'

Si la superficie S´ es ` veces mayor y que  p y p´ son iguales,  tenemos que

p = p';      f / S = f' / S'     

de donde se deduce que    

Presión en los líquidos.

La presión f´ desarrollada en otro lugar del líquido, depende de la superficie S´. Siendo directamente proporcional a ella.

La presión ejercida en el vaso de la izquierda se multiplica por cuatro en el vaso de la derecha.

Presión en los líquidos. 

Aplicaciones

El principio de Pascal se aplica en máquinas como el freno hidráulico, prensa hidráulica, elevadores, etc.

Presiones en el Interior de un líquido

·       Presión sobre el Fondo

      Todo líquido ejerce una presión sobre el fondo del recipiente que lo contiene.  Esta presión es independiente de su área,  solo depende de su altura, -distancia que hay desde el fondo a la superficie libre del líquido-  y del peso específico del líquido (por Peso Específico se entiende  el peso correspondiente a su unidad de volumen).Presión en los líquidos.

            Siendo V el volumen y Pe el Peso específico y siendo p la presión y S la superficie de la base del recipiente, h la altura entre el fondo y la superficie    

Presión en los líquidos.

Presión en los líquidos.

 

      La fuerza que todo líquido ejerce sobre el fondo del recipiente es igual al peso de una columna que tenga como base la superfície del fondo y como altura la distancia entre la base y la superficie libre del liquido, NO depende de la cantidad total del líquido.

·       Presión en el seno del líquido

      En el seno de un líquido se ejerce presión en todas direcciones. La diferencia de presión entre 2 puntos cualesquiera situados a distinto nivel en un líquido en equilibrio, es igual al peso de una columna de líquido cuya base es la unidad de superfície, y la altura la diferencia de las profundidades a que están dichos puntos.

·       Presión lateral o sobre las paredes

      La presión sobre las paredes depende de la profundidad y es independiente de la cantidad de l íquido:

Presión en los líquidos.

     La presión en los líquidos se ejerce sobre el fondo y las paredes de los recipientes. Los vectores representan el valor de los vectores de a las distintas profundidades.

Presión en los líquidos.

Vasos Comunicantes

Son recipientes que están unidos entre sí por su parte inferior, de manera que el líquido que se eche en cualquiera de ellos pase fácilmente a los otros.  Si se echa un líquido en vasos comunicantes, la altura alcanzada por el líquido es la misma en todos los vasos, independientemente de la forma o volumen que los vasos tengan.

Si se vierten dos líquidos no miscibles, la altura que alcanza cada líquido está en razón inversa de su densidad.  En este caso aceite y agua, el aceite alcanzará una altura mayor al tener menor densidad.

Como que la presión alcanzada en cada rama de un vaso es la misma, sea p y p´, idénticas las alturas: h y h´ , y no las densidades d y d´;   vemos que la presión en una rama es

p = h*d  y p' = h' * d'    por tanto si   p=p'

Las alturas alcanzadas en las dos ramas de un vaso comunicante están en razón inversa a la de las densidades de los líquidos

h / h'  = d/ d'

Aplicaciones de los vasos comunicantes

Los romanos desconocían los vasos comunicantes y construyeron grandes obras para transportar el agua salvando desniveles de terreno.  Se usan vasos comunicantes en la construcción de pozos, surtidores, fuentes, niveles de burbuja, etc.

PASCAL

Blas Pascal nació en Francia en 1623 y murió a los 39 años en 1662. Destacó muy joven como matemático (a los 16 años con sus trabajos Principios sobre las Cónicas). Corroboró el experimento de Torricelli del principio del  barómetro y la presión atmosférica. Su principio es la base de la hidráulica actual.  En los últimos años se dedicó a la religión y la filosofía.  Entre sus obras podemos citar el Cálculo de Probabilidades, Tratado del equilibrio de los líquidos y la construcción de una primitiva máquina de calcular.

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