sábado, 4 de mayo de 2013

EXPERIMENTO DE FÍSICA MIKE PRENSA HIDRÁULICA CASERA


PRENSA HIDRULICA CASERA



OBJETIVO:

Entender el Principio de Pascal y utilizarlo para construir un dispositivo amplificador de fuerza.



MATERIALES:

* Base de Madera u otro material

* Dos jeringas de diferentes tamaños* Manguera plástica o de goma* Pegamento* Clavos



QUE ES:


Una prensa hidráulica es un mecanismo conformado por vasos comunicantes impulsados por pistones de diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores. Los pistones son llamados pistones de agua, ya que son hidráulicos. Estos hacen funcionar conjuntamente a las prensas hidráulicas por medio de motores.










QUE PRINCIPIO TRABAJA:

El principio físico que aquí nos permite realizar este dispositivo, fue descubierto por el físico matemático Blaise Pascal, hace ya varios siglos. El mismo enuncia que:
La presión que un fluido incompresible y estanco ejerce dentro de un recipiente de paredes rígidas, se transmite en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido con igual intensidad.
Por otro lado, sabemos que la fuerza producida por la presión de un fluido, es igual al producto de la fuerza por el área o superficie en la que actúa. Es decir:
Fuerza = Área x Presión
De este modo, cuando presionamos la jeringa pequeña, estamos creando una presión dentro del fluido, igual a:
Presión = Fuerza / Área

que por el principio de Pascal, se transmite a todo el fluído, inclusive el que se encuentra dentro de la otra jeringa. Como esta última tiene un diámetro mayor, posee por ello mayor área en su émbolo. Entonces podemos aplicar la primera de las fórmulas de arriba (Fuerza = Área x Presión).
De allí podemos ver que, si el área de la jeringa es el doble, la fuerza en ella será dos veces mayor que la que estamos realizando en la otra.
Éste es el principio de funcionamiento de las prensas hidráulicas reales, y mucho otros sistemas que utilizan fluidos para realizar un trabajo.







Cálculo de la relación de fuerzas.



Cuando se aplica una fuerza F_1 \, sobre el émbolo de menor área A_1 \,

se genera una presión p_1 \,:

Esquema de fuerzas y áreas de una prensa hidráulica.
p_1=\frac{F_1}{A_1} \,

Del mismo modo en el segundo émbolo:
p_2=\frac{F_2}{A_2} \,

Se observa que el líquido esta comunicado, luego por el principio de Pascal, la presión en los dos pistones es la misma, por tanto se cumple que:
 p_1=p_2 \,

Esto es:
\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2} \, y la relación de fuerzas: \frac{F_1}{F_2}=\frac{A_1}{A_2} \,

Luego la fuerza resultante de la prensa hidráulica es:
F_2=F_1\frac{A_2}{A_1}


Donde: F_1*F_1=<math>F_2*S_2
<math>F_1 \, = fuerza del émbolo menor en N, D, KgF gF F_2 \, = fuerza del émbolo mayor en N, D, KgF gF A_1 \, = área del émbolo menor en m2 cm2 in2 A_2 \, = área del émbolo mayor en m2 cm2 in2
resultado final:
(F_1*S_1=F_2*S_2)



[F=fuerza (N)]
[S=superficie(m)]













bibliografias: