Principio de pascal
Pascal, blaise
Blaise
Pascal (1623-1662), filósofo, matemático y físico francés, considerado una de
las mentes privilegiadas de la historia intelectual de Occidente.
Blaise Pascal
Blaise Pascal, conocido como matemático, científico y autor, abrazó la religión hacia
el final de su corta vida. Pascal argumentaba que es razonable tener fe, aunque
nadie pueda demostrar la existencia o inexistencia de Dios; los beneficios de
creer en Dios, si efectivamente existe, superan con mucho las desventajas de
dicha creencia en caso de que sea falsa.Hulton Deutsch
Otras de
las contribuciones científicas importantes de Pascal son la deducción del
llamado ‘principio de Pascal’, que establece que los líquidos transmiten
presiones con la misma intensidad en todas las direcciones (véase Mecánica de
fluidos), y sus investigaciones sobre
las cantidades infinitesimales. Pascal creía que el progreso humano se
estimulaba con la acumulación de los descubrimientos científicos.
Para sumergir totalmente en agua una
colchoneta inflable necesitamos empujarla hacia abajo. Es más fácil sostener un
objeto pesado dentro del agua que fuera de ella. Cuando buceamos pareciera que
nos apretaran los tímpanos. Éstos y muchos otros ejemplos nos indican que un
líquido en equilibrio ejerce una fuerza sobre un cuerpo sumergido. Pero, ¿qué
origina esa fuerza?, ¿en qué dirección actúa?,
¿también el aire en
reposo ejerce fuerza sobre los cuerpos?, ¿qué determina que un cuerpo flote o
no? Éstas son algunas de las cuestiones que aborda la estática de
fluidos: el estudio del equilibrio en líquidos y gases.
Un fluido
en reposo en contacto con la superficie de un sólido ejerce fuerza sobre todos
los puntos de dicha superficie. Si llenamos de agua una botella de plástico con
orificios en sus paredes observamos que los chorritos de agua salen en
dirección perpendicular a las paredes. Esto muestra que
la dirección de la fuerza que el líquido ejerce en cada punto de la pared es
siempre perpendicular a la superficie de contacto.
En el
estudio de los fluidos, resulta necesario conocer cómo es la fuerza que se
ejerce en cada punto de las superficies, más que la fuerza en sí misma.
Una persona acostada
o parada sobre una colchoneta aplica la misma fuerza en ambos casos (su peso).
Sin embargo, la colchoneta se hunde más cuando se concentra la fuerza sobre la
pequeña superficie de los pies. El peso de la persona se reparte entre los
puntos de la superficie de contacto: cuanto menor sea esta superficie, más
fuerza corresponderá a cada punto.
Se define
la presión como el cociente entre el módulo de la fuerza
ejercida perpendicularmente a una superficie (F perpendicular) y el
área (A) de ésta:
En fórmulas
es: p=F/A
La persona parada ejerce una presión mayor sobre la colchoneta que cuando está acostada sobre ella. La fuerza por unidad de área, en cada caso, es distinta. Cuando buceamos, la molestia que sentimos en los oídos a una cierta profundidad no depende de cómo orientemos la cabeza: el líquido ejerce presión sobre nuestros tímpanos independientemente de la inclinación de los mismos. La presión se manifiesta como una fuerza perpendicular a la superficie, cualquiera sea la orientación de ésta.
Densidad y peso
específico
La densidad es
una magnitud que mide la compactibilidad de los materiales, es
decir, la cantidad de materia ¡contenida
en un cierto volumen. Si un
cuerpo está hecho de determinado material, podemos calcular su densidad como
el cociente entre la masa del cuerpo y su volumen: d = m/V
La
característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan
presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten
fuerzas. Este comportamiento fue
descubierto por el físico francés Blaise Pascal
(1623-1662) , quien estableció el siguiente
principio:
Genéricamente
llamadas máquinas hidráulicas:
la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.
Cuando
apretamos una chinche, la fuerza que el pulgar hace sobre la cabeza es igual a
la que la punta de la chinche ejerce sobre la pared. La gran superficie de la
cabeza alivia la presión sobre el pulgar; la punta afilada permite que la
presión sobre la pared alcance para perforarla.
Cuando
caminamos sobre un terreno blando debemos usar zapatos que cubran una mayor
superficie de apoyo de tal manera que la presión sobre el piso sea la más
pequeña posible. Sería casi imposible para una mujer,
inclusive las más liviana, camina con tacos altos sobre la arena, porque se
hundiría inexorablemente. (MONOGRAFIAS .COM, 2014)
El peso
de las estructuras como
las casas y edificios se asientan sobre el terreno a través de zapatas de
hormigón o cimientos para conseguir repartir todo el peso en la mayor cantidad
de área para que de este modo la tierra pueda
soportarlo, por ejemplo un terreno normal, la presión admisible es de 1,5
Kg/cm².
La presa hidráulica
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
sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente
dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón
pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos
los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a
las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón
grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja,
el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza!
Como p1=p2 (porque
la presión interna es la misma para todos lo puntos)
Entonces: F1/A1 es
igual F2/A2 por lo que despejando un término 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 ejercida en
el pequeño.
La prensa
hidráulica, al igual que las palancas mecánicas, no multiplica la energía. El
volumen de líquido desplazado por el pistón pequeño se distribuye en una capa
delgada en el pistón grande, de modo que el producto de
la fuerza por el desplazamiento (el trabajo) es igual en ambas ramas. ¡El
dentista debe accionar muchas veces el pedal del sillón para lograr levantar lo
suficiente al paciente!
Nació en
Siracusa, Sicilia, y se educó en Alejandría, Egipto. En el
campo de las matemáticas puras, se anticipó a muchos de los descubrimientos
de la ciencia moderna,
como el cálculo integral, con sus estudios de áreas y volúmenes de figuras
sólidas curvadas y de áreas de figuras planas. Demostró también que el volumen
de una esfera es dos tercios del volumen del cilindro que la circunscribe.
En
mecánica, Arquímedes definió la ley de
la palanca y se le reconoce como el inventor de la polea compuesta. Durante su
estancia en Egipto inventó el ‘tornillo sin fin’ para elevar el agua de
nivel. Arquímedes es conocido sobre todo por el descubrimiento de la ley de
la hidrostática, el
llamado principio de Arquímedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un
fluido experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que
desaloja (véase Mecánica de fluidos). Se dice que este descubrimiento lo hizo
mientras se bañaba, al comprobar cómo el agua se desplazaba y se desbordaba.
Arquímedes
pasó la mayor parte de su vida en Sicilia, en Siracusa y sus alrededores,
dedicado a la investigación y
los experimentos. Aunque
no tuvo ningún cargo público, durante la conquista de
Sicilia por los romanos se puso a disposición de las autoridades de la ciudad y
muchos de sus instrumentos mecánicos se utilizaron en la defensa de Siracusa.
Entre la maquinaria de guerra cuya
invención se le atribuye está la catapulta y un sistema de
espejos —quizá legendario— que incendiaba las embarcaciones enemigas al
enfocarlas con los rayos del sol.
Al ser conquistada Siracusa, durante la segunda Guerra Púnica, fue
asesinado por un soldado romano que le encontró dibujando un diagrama matemático en la arena. Se
cuenta que Arquímedes estaba tan absorto en las operaciones que ofendió al
intruso al decirle: "No desordenes mis diagramas". Todavía subsisten
muchas de sus obras sobre matemáticas y mecánica, como el Tratado de los
cuerpos flotantes, El arenaria y Sobre la esfera y el cilindro. Todas ellas
muestran el rigor y la imaginación de su pensamiento matemático.https://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascal-arquimedes-bernoulli.shtml
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