Dos principios por el precio de uno

Principio de Pascal

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: «el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente , se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo». El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma presión.

También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas.

Principio de Arquímedes

Ejemplo del Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del

volumen de fluido desplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así: donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa siempre verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

Ahora un Experimento:

Para realizar nuestro experimento necesitamos una jeringa grande, un par de tuercas, unos globos pequeños y agua.

En primer lugar llenamos el globo de aire, le atamos un par de tuercas y lo metemos en la jeringa llena de agua. Las tuercas permiten que el globo no flote.

Si colocamos el émbolo de la jeringa y presionamos un poco podemos ver que el globo reduce su tamaño. Si luego subimos un poco el émbolo el globo recupera su tamaño original.

¿Qué sucede si seguimos subiendo el émbolo? Podemos ver que el globo aumenta de tamaño y, finalmente, asciende desde el fondo.

Explicación:

Al bajar o subir el émbolo se produce una variación de presión que el agua transmite con la misma intensidad en todas direcciones (principio de Pascal). Al empujar el émbolo el aumento de presión reduce el tamaño del globo y al subir el émbolo se produce una disminución de presión y el globo aumenta de tamaño.

Sobre el globo situado en el fondo de la jeringa actúan dos fuerzas: supeso (dirigido verticalmente y hacia abajo) y el empuje (dirigido verticalmente y hacia arriba) Inicialmente el peso es superior al empuje (P > E) y el globo permanece en el fondo.

Al subir el émbolo disminuye la presión y el globo aumenta de tamaño. El peso del globo no cambia pero la fuerza de empuje aumenta al aumentar el volumen del cuerpo sumergido (principio de Arquímedes).

Al final el empuje es tan grande que supera al peso (E > P) y el globo asciende desde el fondo del recipiente.