Actividades de la escuela secundaria según el principio de Pascal

Un cambio en la presión aplicada a un fluido encerrado se transmite sin disminuir a todos los puntos del fluido y a las paredes del recipiente. Esta es una declaración del Principio de Pascal, que es la base del gato hidráulico que ves en los carros elevadores en el garaje. La entrada de fuerza relativamente pequeña en un pistón impulsa el segundo pistón debajo del automóvil hacia arriba, porque la presión se transfiere de un pistón al otro a través de un fluido intermedio. Puede demostrar esta transferencia de presión en el aula sin el uso de pistones u otro equipo complejo.

Globo

Pise un globo y el aumento de presión se esparcirá por todo el interior del globo. El adelgazamiento de las paredes y posiblemente incluso su estallido demuestran este aumento de la transmisión de presión. Este ejemplo es bastante simple y realmente no transmite la sutileza del principio.

Huevo

Coloque un huevo en una bolsa de plástico, como medida de precaución. Luego, intente triturar el huevo con una mano desnuda, asegurándose de envolver los dedos alrededor de la mayor parte posible de la circunferencia del huevo. El huevo no se romperá porque la presión exterior se distribuye uniformemente y el líquido del interior del huevo retrocede de manera uniforme. Es similar a dejar caer el huevo en un océano de una milla de profundidad. Todavía no se rompería una milla, porque la presión interna y externa se acumula y se opone de manera uniforme.

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Botella

Mucho más dramática es la demostración en botella de vidrio del Principio de Pascal. Seleccione una botella de vidrio con tapón de rosca. Llénelo de agua casi hasta arriba. Atornille la tapa. Sostenga la botella sobre el fregadero del laboratorio del aula. Golpea el capuchón con la yema del pulgar (la eminencia tenar). Con suficiente fuerza repentina, el fondo de la botella se caerá, así como todo el líquido del interior. La costura circular donde se une el fondo al resto de la botella durante la fabricación es donde se produce la rotura. Sin embargo, esta demostración es más fácil de realizar con un mazo de goma.

La razón por la que esta demostración funciona es porque el repentino aumento de presión se transfiere a toda la botella, según el Principio de Pascal. Una distribución uniforme de la fuerza presiona el fondo de la botella. La costura justo encima de la parte inferior resulta ser la "unión" más débil de la botella, por lo que es donde la botella cede. Tenga en cuenta que debido a que la tapa de la botella es mucho más pequeña que el fondo de la botella, el líquido del interior ejerció más fuerza sobre el fondo que la mano sobre el líquido. Además, la parte inferior debe moverse hacia afuera solo en una escala molecular (el ancho de unos pocos átomos) para romper la costura alrededor de la parte inferior, mientras que la mano golpea la tapa hacia adentro en una distancia mucho mayor. Por lo tanto, el fondo se cae al someterse a una fuerza mayor, aunque en una distancia más corta.

Recuerde que la energía, como trabajo, es la fuerza multiplicada por la distancia sobre la que se aplica la fuerza. Por lo tanto, la energía se conserva en esta demostración porque la fuerza en el fondo de la botella mueve el fondo una distancia tan pequeña. Como el elevador de automóviles de un mecánico, la demostración de la botella es una mezcla del Principio de Pascal y el concepto de apalancamiento en la fuerza de aumento mientras se conserva energía.

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