BRAZO HIDRÁULICO CON JERINGAS

Objetivo

Este experimento pretende demostrar más dinámicamente con elementos de poco

valor el funcionamiento de la teoría de pascal.

Funcionamiento

Todos hemos sentido la presión del agua cuando nos sumergimos en el fondo de unapiscina. Esta presión es causada por la cantidad de líquido que se encuentra encimade nosotros (y a los lados y por abajo, como veremos más adelante). Así, a un metrode profundidad, sostenemos una columna de agua de un metro de largo; a 50 metrosde profundidad, la columna es mucho mayor, por lo tanto, la presión aumentaconsiderablemente. El peso del agua que provoca presión cuando nos sumergimos escausado por la fuerza de gravedad terrestre. Pero azumamos que además de la fuerzade gravedad ejercemosuna fuerza adicional, seguramente seriamos aplastados por lapresión ejercida.

El sistema hidráulico funciona en este experimento como un gato hidráulico. Consisteesencialmente en dos jeringas, una incrustada en un soporte y otra, sobre la otrajeringa se ejerce una presión de 2 kg Con la jeringa 1 se bombea agua por medio de lamanguera y luego se empuja el pistón de la jeringa 2 y se

observemoscómo se levanta la masa de que colocamos en el extremode la jeringa.Ya entendiendo esto podemos con facilidad aclararomos las dudas sobre los demásmovimientos de este experimento.

TEORIA

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas

máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o

estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente seccióncerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente dentro delos tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presiónejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentrodel recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porciónde pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera quemientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es lamisma, No así la fuerza!

Comop1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)

Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un termino se tiene que:

F2=F1.(A2/A1)

Si, por ejemplo, la superficie del pistón grande es el cuádruple de la del chico,entonces el módulo de la fuerza obtenida en él será el cuádruple de la fuerza ejercidaen el pequeño.

La jeringa de Pascal es un instrumento que se utiliza en los laboratorios paracomprobar el principio de Pascal. Sirve también para comprobar el funcionamiento dedeterminadas máquinas hidráulicas.

Materiales

3 Tablas de balso de 4 centímetros de ancho

6 jeringas
1.5 metros de manguera delgada
1 Palo de balso de 5 milímetros

Pegante y 1caja de chinches

Para la base giratoria un empaque usado de esos donde vienen los cd y una tabla de

15 cm. X 30 cm