Principio De Arquimedes Y Pascal

PRINCIPIOS DE PASCAL Y ARQUÍMEDES

OSCAR JOVANNY CUBILLOS MORA

Código 1960

Física y Fluidos

Escuela Colombiana de Carreras Industriales – ECCI

Programa Electromedicina

Bogotá, 18 de Septiembre de 2013

PRINCIPIOS DE PASCAL Y ARQUÍMEDES

OBJETIVOS

GENERALES

Realizar un experimento estudiantil basado en los principios de Pascal y Arquímedes, utilizando materiales elementales y así ayudar a comprender el fundamento teórico de cada uno de estos principios.

ESPECÍFICOS

 Establecer los conceptos y ecuaciones fundamentales de los principios de Pascal y Arquímedes.

 Establecer los materiales adecuados para la elaboración del experimento.

 Conocer algunas de la aplicaciones que tienen los principios de Pascal y Arquímedes.

MARCO TEÓRICO

La materia se presenta en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. En el estado sólido se mantienen constantes la masa, el volumen y la forma; en el estado líquido, se mantienen constantes la masa y el volumen; y en el estado gaseoso, solo se mantiene constante la masa.

Los fluidos se constituyen de líquidos y gases, caracterizados por su poca cohesión intramolecular por lo cual carecen de forma propia y adoptan la forma del recipiente que los contiene.

A diferencia de los sólidos, los fluidos cambian continuamente las posiciones relativas de sus moléculas, sin ofrecer gran resistencia al desplazamiento entre ellas, es decir, si un fluido se encuentra en reposo, en su interior no existen fuerzas tangenciales a superficie alguna sin importar su orientación; dichas fuerzas se presentan sólo cuando el fluido está en movimiento.

En este orden de ideas, los fluidos son sustancias que se adaptan a las formas de los recipientes que los contienen, además no soportan fuerzas tangenciales, son compresibles en cierto grado y ofrecen poca resistencia a los cambios de forma. Otra propiedad característica de los fluidos es la isotropía, que tiene como consecuencia la normalidad de las presiones, por razón de simetría. Los líquidos perfectos son isótropos, sin embargo los líquidos reales no lo son en su totalidad.

Los fluidos se dividen en líquidos y gases los cuales se caracterizan esencialmente porque a diferencia de los gases, los líquidos son incompresibles, así mismo los líquidos ocupan un volumen definido mientras los gases se expanden hasta ocupar la totalidad del recipiente que los contiene.

EL PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de Pascal establece que los líquidos transmiten presiones con la misma intensidad en todas las direcciones “toda presión ejercida en un punto de un líquido, se transmite íntegramente y en todo sentido”, es decir, la presión que se ejerce en un punto cualquiera, puede considerarse como producida por dos causas, primero por la presión que actúa desde el exterior, y segundo por la presión proveniente del líquido. Así se deduce que la presión exterior se transmite en todo sentido.

El principio de Pascal también aplica para los gases, así aunque los recipientes tengan formas diferentes, la presión se transmite en todas las direcciones.

De acuerdo a la figura (a), al transmitir un esfuerzo a través de un cuerpo sólido, para mantener el sistema en equilibrio resultará:

p1 = p2

Vale decir que en el cuerpo sólido se ha transmitido íntegramente una fuerza. En cambio en la figura (b), si separamos los émbolos de sección F1 y F2 mediante un líquido, según el Principio de Pascal, son las presiones las que se transmiten íntegramente por lo tanto:

En kg/ m2 o en kg/ cm2 pues p1 y p2 serían los esfuerzos que actúan, y A1 y A2 las áreas de las secciones de los émbolos entonces de la anterior ecuación podemos obtener:

Y entonces resulta:

F1

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