IES Turóbriga (Aroche)
Práctica del Curso de Formación del Profesorado en Prácticas.
LA PRENSA HIDRAÚLICA.
Si ejerces una fuerza F1 sobre el émbolo pequeño de sección S1, creas una presión P en el líquido bajo el émbolo pequeño de valor F1 / S1. Esta misma presión P se manifiesta en toda la masa fluida, y ejerce en el émbolo grande, de sección S2 una fuerza F2 tal que:
Despejando:
Es decir, la fuerza que hace el líquido sobre el émbolo grande es F2.
La fuerza que hace la prensa (F2) es la que tú has hecho (F1) multiplicada por la relación entre las superficies de los émbolos (S2 / S1). Si la superficie del émbolo grande es doble que la del émbolo pequeño, la fuerza ejercida por la prensa es doble que la que tú has hecho; si la relación es triple, la fuerza es triple, etc.
No debe quedar gas entre los émbolos y el líquido. El gas es compresible y la prensa hidráulica se basa en una propiedad de los líquidos incompresibles.¿Por qué la prensa hidráulica, a pesar de multiplicar la fuerza que aplicamos por un factor (S2 / S1), no aumenta también el trabajo?
Respuesta.
Porque el líquido desalojado en el émbolo pequeño por la fueza 1 baja una distancia h1 y al rellenar el émbolo grande sólo alcanza para elevarlo h2. El trabajo de la fuerza 2 es el producto de F2·h2 y es igual al producto de F1·h1. La prensa no crea energía de la nada: el trabajo aplicado por F1 es igual al realizado por F2.
Utilizando un soporte, nueces, pinzas y dos jeringuillas puedes comprobar el principio de la prensa hidráulica con esta sencilla experiencia.
Las jeringuillas deben ser de distinta sección. Quizás lo más difícil del montaje sea conseguir que no quede aire entre el émbolo y el líquido (recuerda que el principio de Pascal se cumple en fluidos incompresibles y el aire no lo es). Necesitas llenar las jeringas succionado, con la "T" de vidrio sumergida en agua. Llena primero la pequeña y da emboladas con la grande para lograr expulsar todo el aire.Los émbolos deben estar engrasados con silicona.Hay que tener en cuenta el peso de los émbolos y sumárselos a los de las pesas puestas encima. Las masas de los de la foto son 62,3 g y 9,8 g.Colocamos una pesa 50 g en el émbolo grande y vamos añadiendo pesas de 10 g en el émbolo pequeño hasta que empieza a moverse. En ese momento la fuerza pequeña multiplicada por S2 / S1 es igual a lo que pesa el émbolo grande más el peso de los 50g.Puedes realizar esta práctica y rellenar con tus datos una tabla semejante a la empleada por nosotros.
Las jeringuillas deben ser de distinta sección. Quizás lo más difícil del montaje sea conseguir que no quede aire entre el émbolo y el líquido (recuerda que el principio de Pascal se cumple en fluidos incompresibles y el aire no lo es). Necesitas llenar las jeringas succionado, con la "T" de vidrio sumergida en agua. Llena primero la pequeña y da emboladas con la grande para lograr expulsar todo el aire.Los émbolos deben estar engrasados con silicona.Hay que tener en cuenta el peso de los émbolos y sumárselos a los de las pesas puestas encima. Las masas de los de la foto son 62,3 g y 9,8 g.Colocamos una pesa 50 g en el émbolo grande y vamos añadiendo pesas de 10 g en el émbolo pequeño hasta que empieza a moverse. En ese momento la fuerza pequeña multiplicada por S2 / S1 es igual a lo que pesa el émbolo grande más el peso de los 50g.Puedes realizar esta práctica y rellenar con tus datos una tabla semejante a la empleada por nosotros.
Video ilustrativo:
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