Transmisión de la presión en gases y líquidos
Cuando apretamos un globo que contiene aire, o simplemente una pelota de las que utilizamos en la playa, notamos que al apretarla por una región, se dilata por otra. Este hecho indica que la presión ejercida sobre un gas puede transmitirse en direcciones distintas a la inicial.
¿Cómo se trasmite la presión que se ejerce sobre un líquido o un gas?
Analicemos una sencilla experiencia con un "globo de Pascal", denominado así en honor a Blaise Pascal. El dispositivo consiste en un cilindro, uno de cuyos extremos termina en una esfera ("globo") que tiene numerosos orificios (fig. 3.9). Si lo llenamos con líquido o humo y ejercemos presión mediante un émbolo, de los orificios salen chorros en todas direcciones, y no sólo en aquella en que se ha aplicado la presión.
: Ley de Pascal
Numerosas experiencias confirman que, a diferencia de los sólidos, los líquidos y gases transmiten la presión ejercida sobre ellos en todas direcciones y sin alteraciones.
El principio de Pascal también se cumple para los líquidos.
Para comprobarlo realicemos el experimento, utilizando una instalación como la que se ilustra en la figura
Esta propiedad de líquidos y gases es ampliamente utilizada para transmitir presiones, y por tanto fuerzas, de unos lugares a otros a través de tubos y mangueras, como por ejemplo en los mecanismos de freno de muchos medios de transporte y en los martillos neumáticos. Independientemente de la trayectoria que sigan los tubos y mangueras, la presión se transmite a través de ellos a los lugares requeridos y en las direcciones deseadas.
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Freno hidráulico | Gato hidráulico | Prensa hidráulica |
La propiedad de los líquidos de transmitir la presión en todas direcciones también es aprovechada para velar por nuestra salud. La presión sanguínea se ejerce no sólo en la dirección en que circula la sangre en arterias y venas, sino además, sobre las paredes de éstas. En este hecho se apoyan el conteo de las pulsaciones y la medición de la presión arterial.
Tal vez más sorprendente aún que la propiedad de los líquidos y gases de transmitir la presión en todas direcciones, sea la capacidad de ellos para "amplificar" las fuerzas. Esto se pone de manifiesto en las llamadas máquina hidráulica. Este asombroso resultado es consecuencia de que pueden transmitir la presión aplicada sobre ellos. Los sólidos, en cambio, lo que suelen transmitir es la fuerza.
En el pistón de pequeña área se ejerce una fuerza. La presión se tramite por el fluido con la misma intensidad en el pistón de área grande. Pero la fuerza que ejerce el fluido en el pistón grande es ahora mucho mayor que en el pistón pequeño.
Medición de la presión ejercida por gases y líquidos
Instrumento utilizado para medir la presión de un fluido encerrado en un recipiente recibe el nombre de manómetro. Los valores que registra se determinan por la diferencia de altura entre las columnas del líquido manométrico.
Consiste, básicamente, en un tubo en forma de U que contiene líquido. Cuando en una de las ramas del manómetro aumenta la presión del aire, se produce una diferencia entre los niveles del líquido en ambas ramas. Esta diferencia será tanto mayor cuanto mayor sea la presión, y puede ser medida colocando una escala graduada en milímetros detrás del tubo en forma de U. El número de milímetros que separa al nivel del líquido en una rama de su nivel en la otra, constituye una medida de la presión.
Para recordar ... :
La presión que ejerce un líquido en cualquier punto de un recipiente no depende de la forma del mismo ni de la masa del líquido. Esta propiedad de la presión en los líquidos, se denomina paradoja hidrostática o de Steven. Existe la misma presión en el fondo de un riachuelo de 2 metros de profundidad que en una piscina a esa profundidad.