Resultados y su aplicacion en la vida diaria
Posted by rsvintim
Mediante el conocimiento del teorema de Pascal, pudimos comprender la aplicación de los líquidos para la utilización en la vida cotidiana en trabajos de grandes fuerzas en equipos pesados, en áreas como la construcción, montaje, etc.
El principio de Pascal y sus aplicaciones
La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.
Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como principio de Pascal.
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = po + · g · h si se aumenta la presión en la superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2, es decir:
p1 = p2
con lo que:
y por tanto:
Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.
La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca de Arquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos hidráulicos de maquinaria industrial.
El principio de los vasos comunicantes
Si se tienen dos recipientes comunicados y se vierte un líquido en uno de ellos en éste se distribuirá entre ambos de tal modo que, independientemente de sus capacidades, el nivel de líquido en uno y otro recipiente sea el mismo. Éste es el llamado principio de los vasos comunicantes, que es una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática.
Si se toman dos puntos A y B situados en el mismo nivel, sus presiones hidrostáticas han de ser las mismas, es decir:
luego si pA = pB necesariamente las alturas hA y hB de las respectivas superficies libres han de ser idénticas hA = hB.
Si se emplean dos líquidos de diferentes densidades y no miscibles, entonces las alturas serán inversamente proporcionales a las respectivas densidades. En efecto, si pA = pB, se tendrá:
Esta ecuación permite, a partir de la medida de las alturas, la determinación experimental de la densidad relativa de un líquido respecto de otro y constituye, por tanto, un modo de medir densidades de líquidos no miscibles si la de uno de ellos es conocida.
Aplicación de la ecuación fundamental de la hidrostática
Un submarinista se sumerge en el mar hasta alcanzar una profundidad de 100 m. Determinar la presión a la que está sometido y calcular en cuántas veces supera a la que experimentaría en el exterior, sabiendo que la densidad del agua del mar es de 1 025 kg/m3.
De acuerdo con la ecuación fundamental de la hidrostática
Considerando que la presión po en el exterior es de una atmósfera (1 atm = 1,013 · 105 Pa), al sustituir los datos en la anterior ecuación resulta:
p = 1,013 · 105 + 1025 · 9,8 · 100 = 11,058 · 105 Pa
El número de veces que p es superior a la presión exterior po se obtiene hallando el cociente entre ambas:
Aplicación del principio de pascal
El elevador hidráulico de un garaje funciona mediante una prensa hidráulica conectada a una toma de agua de la red urbana que llega a la máquina con una presión de 5 · 105 N/m2. Si el radio del émbolo es de 20 cm y el rendimiento es de un 90 %, determinar cuál es el valor en toneladas de la carga que como máximo puede levantar el elevador.
De acuerdo con el principio de Pascal:
p1 = p2
que para una prensa hidráulica se transforma en:
En este caso el dato que correspondería al émbolo pequeño de la prensa se facilita en forma de presión, de modo que combinando las ecuaciones anteriores se tiene:
Como el rendimiento es del 90 % el valor efectivo de la carga máxima expresado en newtons será
Una tonelada métrica equivale al peso de un cuerpo de 1 000 kg de masa,
APLICACIÓN DEL PRINCIPIO DE PASCAL
La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca deArquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye elfundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivoshidráulicos de maquinaria industrial.La prensa hidráulica constituye la aplicaciónfundamental del principio de Pascal y tambiénun dispositivo que permite entender mejor susignificado. Consiste, en esencia, en doscilindros de diferente sección comunicadosentre sí, y cuyo interior está completamentelleno de un líquido que puede ser agua oaceite. Dos émbolos de secciones diferentes seajustan, respectivamente, en cada uno de losdos cilindros, de modo que estén en contactocon el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección se ejerce una fuerzala presión que se origina en el líquido en contacto con él se transmiteíntegramente y de forma (casi) instantánea a todo el resto del líquido. Todos los gatos hidráulicos utilizan el principio de Pascal, desde los de botellahasta los que se ven en las llanteras que son utilizados para levantar carroscompletos. Los aviones usan el principio de Pascal en muchos puntos, de modoque aseguren que a nadie le falte aire a 10,000 metros de altura; para el trende aterrizaje; etc. Los submarinos utilizan el principio de Pascal para ascendery descender
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aplicaciones industriales y sigue hasta el día de hoy. En el momento de ingeniería hidráulica fue un casi desconocida ciencia, y Bramah (con William George Armstrong) es uno de los dos pioneros en este campo.
EVOLUCION DE LA PRENSA Y GATA HIDRAULICA
En el inicio se utilizaban prensas manuales, las cuales poseían un sistema de tornillo o perno el cual giraba gracias a la fuerza humana. La prensa hidráulica, desarrollada hacia 1770 por el industrial inglés Joseph Bramah (1749-1814), es un aplicación directa del principio de Pascal. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. La fuerza que actúa en la superficie del émbolo menor se transmite a través del fluido hacia el otro émbolo, dando lugar a una fuerza mayor que la primera (en la misma proporción que la superficie de ambos émbolos). Esta primera prensa hidráulica conseguía presiones relativamente pequeñas y no era utilizable para la deformación de metales. Fueron los hermanos Perier quienes, algunos años más tarde, desarrollaron la máquina de Bramah permitiendo alcanzar presiones más altas (sobre 70 kg/cm2), haciéndola apta para trabajos más duros, como el acuñado de monedas o la deformación de plomo. Sin embargo, la aplicación de la prensa hidráulica para el trabajo del hierro no se produce hasta mediados del siglo XIX, especialmente tras la aparición del modelo desarrollado por el austriaco Haswell, de mucho mayor tamaño y capacidad de presión. A partir de entonces la prensa hidráulica, gracias a la altísima fuerza resultante conseguida, se generaliza para operaciones de elevadas solicitaciones, como el embutido profundo. Luego esta fue evolucionando hasta llegar a utilizar un sistema de palancas ejercidas por la fuerza humana las cuales utilizaban válvulas que reemplazaron al tornillo o perno. Luego con el avance tecnológico fueron evolucionando el sistema de palancas hasta llegar a obtener las actuales que siguen funcionando a base de la fuerza humana ejercida, pero han reducido su tamaño y la capacidad de levantar un objeto ha aumentado.
http://es.scribd.com/doc/225059769/Brazo-Hidraulico
One Response to “Resultados y su aplicacion en la vida diaria”
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Free Piano Says:
noviembre 17th, 2014 at 3:26 amFree Piano
Enjoyed examining this, very good stuff, thankyou . “What the United States does best is to understand itself. What it does worst is understand others.” by Carlos Fuentes.
