3. LA HIDROSTÁTICA
La hidrostática se refiere a los fluidos en estado de reposo, es
decir, sin aplicar fuerzas externas. La ecuación que describe esta
condición es:
Donde
es la presión en la superficie del fluido;
es la densidad
del fluido; g corresponde a la aceleración de la gravedad (en nuestro
caso 9.81 m/s2) y h es la altura (en el fluido) a la cual se encuentra
sumergido el cuerpo.
4. PRESIÓN DE FLUIDOS
Considere un objeto sumergido en un fluido; dicho fluido ejerce una fuerza
perpendicular al objeto. Esta fuerza por unidad de área se llama presión y se
calcula así: P=F/A, donde P es la presión, F es la fuerza y A es el área de
contacto del objeto con el fluido.
La unidad de presión en el sistema internacional es Pascales [Pa]. También se
puede medir en atmósferas de presión [atm] y 1 atmósfera es aproximadamente
la presión del aire a nivel del mar.
1 atm=101.325 kPa
5. PRINCIPIO DE PASCAL
“El cambio de presión aplicado a un fluido incompresible (líquido),
contenido en un recipiente indeformable, se transmite sin disminución
a todos los puntos del fluido”. Esto quiere decir que si en el interior de
un líquido se origina una presión, ésta se transmite en todas las
direcciones y sentidos en el fluido.
6. MÁQUINAS SIMPLES
Una máquina simple es un elemento mecánico que transforma
la fuerza que se aplica, en otra fuerza resultante.
La característica principal es que la máquina simple modifica la
magnitud de la fuerza aplicada y de la misma manera, se puede
modificar la dirección y la longitud del desplazamiento.
Entre las máquinas simples, se conocen las siguientes: palanca, plano
inclinado, rueda, polea y la prensa hidráulica explicada a continuación.
7. La prensa hidráulica
La prensa hidráulica es una máquina que está formada por pistones y
cilindros de diferentes diámetros. Mediante la aplicación del principio de
Pascal es posible amplificar la intensidad de las fuerzas aplicadas.
La prensa hidráulica constituye el fundamento de los elevadores, los
frenos y otros dispositivos hidráulicos. En vez de cilindros y pistones, se
podría utilizar jeringas bajo el mismo principio.
8. En la Figura 1, se muestra una prensa hidráulica; es importante saber que se
mantiene siempre la siguiente relación:
Figura 1 La prensa hidráulica. Tomado de http://sorayacienciaensecundaria.blogspot.com/2010_02_02_archive.html
9. Figura 2 Prensa hidráulica con jeringas. Tomado de
http://www.cienciafacil.com/aparatosdelaboratorio.html
10. LA VENTAJA MECÁNICA
Se habla de ventaja mecánica en máquinas simples, para definir el
parámetro o factor por el cual multiplica la fuerza aplicada.
Se puede calcular de la siguiente manera: VM=R/F, donde VM es la
ventaja mecánica, R se denomina Resistencia (mecánica) y F es la
fuerza aplicada a la máquina simple.
Si la resistencia, que es la oposición del cuerpo a ser movido, la
genera o la produce el peso, entonces R=P=mg, donde R es la
resistencia mecánica, P es el peso, m es la masa del objeto y g la
aceleración debida a la gravedad.
11. EL PISTÓN
Un pistón es un émbolo que se ajusta al interior de las paredes de
un cilindro, mediante aros flexibles llamados segmentos. Cuando se
mueve, obliga al fluido que ocupa el cilindro a modificar su presión y
volumen o transforma en movimiento el cambio de presión y
volumen del fluido.
En todas las aplicaciones en que se emplea, el pistón recibe o
transmite fuerzas en forma de presión de un líquido o un gas.
