VASOS
COMUNICANTES
El principio de los vasos comunicantes
Si se tienen dos recipientes comunicados y se vierte un líquido en
uno de ellos en éste se distribuirá entre ambos de tal modo que,
independientemente de sus capacidades, el nivel de líquido en uno y otro
recipiente sea el mismo. Éste es el llamado principio de los vasos
comunicantes, que es una consecuencia de la ecuación fundamental de la
hidrostática.
Si se toman dos puntos A y B situados en el mismo nivel, sus
presiones hidrostáticas han de ser las mismas, es decir:
Luego si pA = pB necesariamente las alturas hA y hB de las
respectivas superficies libres han de ser idénticas hA = hB.
Si se emplean dos líquidos de diferentes densidades y no
miscibles, entonces las alturas serán inversamente proporcionales a las
respectivas densidades. En efecto, si pA = pB, se tendrá:
dA x hA = dB x hB
Esta ecuación permite, a partir de la medida de las alturas, la
determinación experimental de la densidad relativa de un líquido respecto de
otro y constituye, por tanto, un modo de medir densidades de líquidos no
miscibles si la de uno de ellos es conocida.
El principio de Pascal y sus aplicaciones
La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un
recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.
Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos
por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como
principio de Pascal.
El principio de Pascal puede ser interpretado como una
consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter
incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es
constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = d · g · h si se aumenta la presión en la
superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la
misma medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.
LA PRENSA HIDRAULICA
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del
principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su
significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección
comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido
que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan,
respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en
contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce
una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se
transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por
tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de
mayor sección S2, es decir:
Si S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza
F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo
grande.
La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca
de Arquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye
el fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos
hidráulicos de maquinaria industria.
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