Al asistir al taller el
otro día, el mecánico nos pidió colocar el auto sobre
una plataforma, la cual al oprimir un botón se elevo lentamente, esto
me sorprendió y pregunté cómo se llamaba ese aparato a lo cual me
respondieron que era un elevador hidráulico o también conocido
como prensa hidráulica, me causo mucha curiosidad por lo cual me puse
la tarea de investigar como era su funcionamiento, y que principios físicos se
aplicaban allí y eso lo voy a explicar en este blog.
Mecánica
de fluidos, es una parte de la física que se encarga del movimiento de
los fluidos, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que
utilizan fluidos. La mecánica de fluidos se pude dividir en: la hidrostática,
que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que
trata de los fluidos en movimiento.
Entre las aplicaciones de la mecánica de fluidos se
encuentran; la propulsión a chorro, las turbinas, los compresores y las bombas.
Al investigar que era un elevador hidráulico encontré
dos definiciones.
1. Un elevador hidráulico es un dispositivo formado por dos
émbolos uno de pequeña superficie y otro de gran superficie, que están unidos
uno al otro por un tubo sin cerrado y relleno de un fluido no comprensible como
el agua o algún aceite. Este fluido no es comprensible, al presionar
uno de los émbolos el otro obligatoriamente sube.
2. Los
elevadores hidráulicos utilizan
la transmisión de presión a través de un fluido, muchas
veces el aceite. La mayor presión producida por un compresor se traslada
por el aire hasta la superficie del aceite que hay en un depósito
subterráneo. De esta forma el aceite trasmite la presión a un pistón que sube
el automóvil. La presión del aire es aproximadamente la que tienen
los neumáticos.
Puedo concluirque el elevador hidráulico es
una aplicación de una prensa hidráulica, la cual
según otras fuentes, es un mecanismo conformado por vasos
comunicantes los cuales son conformados por pistones de
diferente área que, mediante pequeñas fuerzas, permite obtener otras mayores.
Estos pistones son llamados pistones de agua, debido a que son
hidráulicos.
Basado
en lo anterior necesito entender que es la hidrostática, que magnitudes y que
principios fundamentales se estudian allí; encontré que debo saber que es la
presión, clases de presión, densidad, volumen, masa, principio de Arquímedes y
principio de Pascal.
La presión se
puede definir como la relación entre una fuerza aplicada o empuje
sobre la superficie en contacto. Existen diferente clases de presiones las
cuales voy a explicar mediante algunos ejemplos.
De este
vídeo podemos concluir que la presión atmosférica es la presión ejercida
por los gases en la atmósfera (aire) sobre cualquier cuerpo que se
encuentre sobre la superficie terrestre. Cuando un cuerpo se encuentra a mayor
altura que otra tendrá menor presión atmosférica.
La densidad es una magnitud
utilizada en la física que relaciona la cantidad de masa que posee un cuerpo
por unidad de volumen.
La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, un cuerpo flotará sobre otra si sudensidades
menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de
la madera es menor, pero ambas
sustancias se hundirán en la gasolina,
de densidad más baja. Otro
ejemplo que podemos notar es que los gases son de menor densidad que los
sólidos por eso estos se encuentran por encima de la superficie terrestre.
“Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (líquido o
gas), experimenta una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del
fluido desalojado”. Esta fuerza recibe el nombre
de empuje hidrostático o de Arquímedes.
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo
sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al
peso de fluido desalojado. El Principio de
Arquímedes es importante en aplicaciones de hidroingeniería, como la
construcción de barcos.
Un
ejemplo podría ser cuando en un recipiente con agua, introducimos un cuerpo, el
nivel del agua sube, ese volumen desplazado es equivalente al peso del cuerpo
sumergido.
Blaise Pascal nació en
Clermont-Ferrand el 19 de junio de 1623, y su familia se estableció en París en
1629. Bajo el control de su padre rápidamente se mostró como un prodigio de las
matemáticas. A los 12 años redactó por intuición los principales postulados de
la geometría euclidiana; y a los 16 años estableció uno de los teoremas básicos
de la geometría proyectiva, que se conoce como el teorema de Pascal, y
fue descrito detalladamente en su Ensayo sobre las Cónicas en 1639.
Se puede deducir que el principio de Pascal es la presión aplicada a un fluido encerrado que se transmite sin disminución a todas las partes del fluido y a las paredes del recipiente.
Podemos
ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores
hidráulicos y en los frenos hidráulicos. Por ejemplo, en un elevador hidráulico, un pistón con un área pequeña
ejerce una fuerza sobre la superficie de un líquido (generalmente, aceite). El
elevador hidráulico es un dispositivo multiplicador de la fuerza, por ejemplo,
los gatos de los coches, la silla del dentista, etc.
