El principio de Pascal El físico francés Blaise Pascal (1623- 1662) enunció que “si se aplica una presión externa a un fluido confinado, la presión en cada punto del fluido y en las paredes del recipiente que lo contiene se incrementa en la misma cantidad”. Si llenas con agua un tubo en U y cierras los extremos con pistones, la presión que ejerce uno de los pistones contra el agua será exactamente igual a la presión que el agua ejerce contra el otro pistón.
Prensa hidráulica En una prensa hidráulica se emplea una pequeña fuerza para ejercer una gran fuerza, haciendo el área del pistón de salida mayor que el área del pistón de entrada. Para ver cómo funciona este dispositivo, supón que los pistones de entrada y salida están a la misma altura, y la fuerza externa de entrada, por el principio de Pascal, incrementa la presión en la misma cantidad en todo el fluido. Esto se puede expresar a través del siguiente planteamiento matemático:
Tubo en U Es un tubo transparente doblado en forma de U y abierto en ambos extremos. Por cada orificio se vierten líquidos de diferente densidad y no miscibles (no se mezclan); queda por encima aquel que es menos denso. Al cortar ambos extremos a la misma altura y dejar por debajo un solo líquido, se ejerce igual presión en ambos extremos. La presión que queda al aire para los dos fluidos también es la misma, la atmosférica, de modo que la diferencia de presión de ambas columnas es idéntica. Por tal razón, puede despreciarse la presión atmosférica en el análisis.
La presión solo depende de la profundidad. Así, para los vasos que tienen diferentes formas, si el líquido que se encuentra contenido en ellos está al mismo nivel, la presión del líquido es igual. La presión no depende de la capacidad del recipiente que contiene al líquido ni del peso del líquido al interior del contenedor y mucho menos de la cantidad de líquido que se tenga, pues siempre que el nivel del fluido sea el mismo la presión será igual.
Si tienes agua contenida en una botella y le abres orificios de igual diámetro en la parte lateral, el orificio más profundo hará que el agua salga con mayor presión, diferente de la del orificio menos profundo, por el que el agua saldrá con menor presión. Al tener fluidos diferentes al mismo nivel, la presión será distinta porque ya no depende de la profundidad sino de la densidad de los fluidos: a mayor densidad mayor presión del fluido y viceversa.
Aplicaciones del principio de Pascal: Los siguientes son algunos ejemplos en los que se aplica el principio de Pascal. • Si tomas una lata vacía y la deformas, al llenarla con agua a alta presión la lata recupera su forma inicial; esto se debe a que la presión en el interior de un líquido se ejerce en todas direcciones y perpendicular a las paredes del recipiente que lo contiene.
• Si construyes un elevador hidráulico, el cual funciona utilizando un líquido incompresible para transmitir la fuerza, harás que una pequeña fuerza aplicada a lo largo de una gran distancia tenga el mismo efecto que una gran fuerza aplicada a lo largo de una distancia pequeña.
• El funcionamiento de un puente hidráulico consiste en hacer aumentar la presión de un fluido para desplazar la superficie del puente. Debido a esto puedes observar la elevación de las dos secciones de un puente basculante.
• Si tienes dos recipientes comunicados y viertes un líquido en uno de ellos, el líquido se distribuye entre ambos independientemente de sus capacidades; el nivel de líquido en uno y otro recipiente es el mismo. • Puedes preguntarle a tu papá por el freno hidráulico de un carro. El pedal del freno tiene un émbolo que está metido dentro de la bomba de freno; cuando se aprieta el pedal, el émbolo se comprime y empuja líquido hidráulico a través de los ductos que van a las cuatro ruedas.
• Cuando accionas la palanca de un gato hidráulico, el líquido almacenado en su interior es empujado hacia la sección de mayor área levantando un émbolo que multiplica la fuerza y que puede usarse para elevar cuerpos pesados. 