En mi exploración de los sistemas hidráulicos, a menudo me ha fascinado cómo un prensa hidráulica Multiplica la fuerza para realizar tareas pesadas con eficiencia. Esta maravilla mecánica funciona según el principio de la ley de Pascal, que establece que la presión aplicada a un fluido confinado se transmite sin disminuir en todas las direcciones. Comprender cómo una prensa hidráulica multiplica la fuerza no solo revela la brillantez de su diseño, sino que también destaca sus aplicaciones en diversas industrias. En este artículo, profundizaré en la mecánica detrás de... prensa hidráulica y explicar cómo puede amplificar la fuerza para realizar tareas exigentes con facilidad.

Ley de Pascal:

La presión P es la misma en todas partes. La presión P aplicada sobre el área A2, es decir, la fuerza F2 = P x A2, es mucho mayor que la fuerza F1 = P x A1.

Dónde:

• PAG es la presión en el sistema hidráulico
• F1 es la fuerza de entrada sobre el pistón pequeño
• A1 es el área de superficie del pistón pequeño
• F2 es la fuerza de salida sobre el pistón grande
• A2 es el área de superficie del pistón grande

La ley de Pascal (también principio de Pascal o principio de transmisión de presión de fluidos) es un principio de la mecánica de fluidos que establece que un cambio de presión que ocurre en cualquier parte de un fluido incompresible confinado se transmite a todo el fluido, de modo que el mismo cambio ocurre en todas partes.

Creo que te refieres, por ejemplo, a levantar un coche a mano con un... prensa hidráulica.

Un líquido no es compresible (no hablo de fuerzas excesivas hipotéticas).

Al presionar con un émbolo de 10 mm de diámetro en un recipiente cerrado y lleno, se introduce un líquido (por ejemplo, aceite hidráulico) y el émbolo pequeño se mueve 100 mm. Se conecta una tubería a un cilindro más grande con un émbolo de 100 mm de diámetro. En ese caso, este émbolo más grande se moverá solo 1 mm. Sin embargo, la fuerza mecánica será 100 veces mayor (sin considerar la fricción).

La presión del aceite (fuerza) es proporcional a la superficie del émbolo (10x diámetro = 100x superficie/fuerza).

Si cierra la tubería con una válvula de obturación unidireccional, puede repetir el movimiento de la bomba y en cada carrera el émbolo grande (100 mm) se moverá 1 mm con una fuerza 100 veces mayor.

Así es como funciona paso a paso en el contexto de una prensa hidráulica.

Dos pistones:

Una prensa hidráulica generalmente consta de dos pistones de diferentes tamaños, conectados por un cilindro lleno de líquido, generalmente aceite.

Aplicación de fuerza sobre un pistón pequeño: 

Al aplicar una fuerza al pistón más pequeño, se crea presión en el fluido que se encuentra debajo. Dado que el fluido es incompresible, esta presión se transmite uniformemente por todo el fluido.

Transmisión de presión: 

Según la ley de Pascal, la presión (definida como fuerza por unidad de área, P = F/A) ejercida sobre el pistón pequeño debe ser igual a la presión ejercida sobre el pistón grande. Por lo tanto, si el pistón pequeño tiene una fuerza F1 y un área A1, y el pistón grande tiene un área mayor A2, la presión P en el sistema se puede expresar como: P = F1/A1 = F2/A2 

Dónde:

●F1 es la fuerza aplicada al pistón de entrada

●A1 es el área del pistón de entrada

●F2 es la fuerza ejercida por el pistón de salida

●A2 es el área del pistón de salida

Amplificación de fuerza:

Reordenando la ecuación: P=F1/A1=F2/A2

Para F2 (la fuerza ejercida por el pistón grande), esto demuestra que la fuerza F2 se multiplica por la razón de las áreas de los dos pistones. Como A2 es mayor que A1, F2 es mayor que F1.

Video