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Propagamos presiones

¿Cómo podríamos mover grandes masas aplicando fuerzas pequeñas? Esto se resuelve aplicando el principio de Pascal que nos dice que "la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido. Hay un experimento que se le atribuye a Pascal " El barril de Pascal" en el cual se rompe un barril de madera aplicando dicho principio. Veamos el siguiente video

Snark73. Pascal y el barril explosivo (Licencia estándar de YouTube)

El principio de Pascal tiene múltiples aplicaciones. ¡Vamos a investigarlas!

Tarea: principio de Pascal

Duración:
3 sesiones
Agrupamiento:
Individual y en grupo

El principio de Pascal, nos dice que toda presión ejercida en un fluido, se propagará por toda la sustancia uniformemente. La ley de Pascal constituye el fundamento de muchas aplicaciones mecánicas de la ingeniería que observamos en nuestro día a día.

Wikipedia (Dominio público)

Entre las aplicaciones del principio de Pascal podemos encontrar:

  • Los sistemas de frenos hidráulicos permiten multiplicar la fuerza que ejercemos sobre el freno para transmitirla a las ruedas.
  • Las prensas hidráulicas utilizan esta ley para concentrar toda la presión en un punto para poder realizar un trabajo mecánico muy concentrado en un punto.
  • Un elevador hidráulico utiliza el mismo principio para poder levantar una masa de un peso considerable ejerciendo muy poca fuerza.
  • El brazo de una excavadora utiliza el principio de Pascal para multiplicar la fuerza del motor a la pala.

¡Investiguemos el principio de Pascal! en el siguiente QuExt, individualmente.

Cuestiones con Pascal

Elija la respuesta correcta

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Tarea: investigamos con Pascal

Vamos a investigar experimentalmente el principio de Pascal con simulaciones y en el laboratorio en grupo y con sus informes individualmente, además haremos cálculos con Pascal individualmente.

Simulamos con Pascal

Vamos a simular el principio de Pascal utilizando la simulación de PHeT de colorado "Bajo presión"

PHeT de colorado. Simulación "Bajo presión" (Dominio público)

Entramos en la simulación y elegimos la modalidad o ventana 3, nos familiarizamos con los elementos que aparecen en esta ventana.

Vamos a trabajar en grupo: cada grupo con unas condiciones determinadas, tiene que investigar variando las masas, que presión ejerce, altura en el embolo pequeño y altura en el embolo grande:

GRUPO A GRUPO B GRUPO C GRUPO D GRUPO E

Condiciones:

  • Atmósfera: encendida
  • Densidad: agua
  • Gravedad (planeta): Tierra

Condiciones:

  • Atmósfera: encendida
  • Densidad: agua
  • Gravedad (planeta): Júpiter

Condiciones:

  • Atmósfera: encendida
  • Densidad: agua
  • Gravedad (planeta): Marte

Condiciones:

  • Atmósfera: encendida
  • Densidad: miel
  • Gravedad (planeta): Tierra

Condiciones:

  • Atmósfera: apagada
  • Densidad: nafta
  • Gravedad (planeta): Júpiter

Resultados:

Masas añadidas Presión realizada Altura embolo pequeño Altura embolo grande
m1 = 250 kg p1 = hp1 = hg1 =
m2 = 500 kg p2 = hp2 = hg2 =
m3 = 750 kg p3 = hp3 = hg3 =
m4 = 1000 kg p4 = hp4 = hg4 =

Al finalizar compartimos los datos obtenidos en el grupo de clase y realizamos un informe individual de la actividad realizada, teniendo en cuenta los siguientes puntos:

  1. Objetivo
  2. Base teórica aplicada
  3. Hipótesis realizadas
  4. Anotamos los datos obtenidos
  5. Ordenamos los datos en tablas, gráficos..
  6. Obtenemos conclusiones
  7. Valoramos el trabajo en grupo
  8. Anotamos las dificultades encontradas en la actividad

Experimentamos con Pascal

Vamos a experimentar de forma directa en el laboratorio, realizamos las siguientes investigaciones

Experiencia Materiales Procedimiento
Las jeringuillas mágicas

  • 2 jeringuillas de igual tamaño
  • Un tubo de pvc transparente
  • Agua
  • Colorante
  • Cinta adhesiva
  1. Unimos el tubo a la jeringuilla pequeña con la cinta adhesiva. La jeringuilla debe estar abierta.
  2. Llenamos el tubo con agua coloreada con el colorante.
  3. Unimos el otro extremo del tubo a la otra jeringuilla que debe estar cerrada.
  4. Apretamos sobre la jeringuilla pequeña y anotamos lo que pasa y sacamos conclusiones.
  5. ¿Qué sucede si las jeringuillas son de diferente tamaño? ¿Las fuerzas serian las mismas?
  6. Realiza el experimento con jeringuillas de diferentes tamaños. ¿La fuerza que aplicas en la jeringuilla pequeña es igual que la que aplicas en la jeringuilla grande? ¿Por qué?

Video ayuda

Finalmente, realizamos un informe individual, siguiendo los siguientes puntos:

  1. Objetivos
  2. Base teórica
  3. Datos obtenidos
  4. Comparamos nuestras hipótesis y los datos obtenidos
  5. Extraemos conclusiones
  6. Dificultades encontradas
  7. Trabajo de grupo y problemas encontrados

Calculamos con Pascal

Vamos hacer cálculos aplicando el principio de Pascal (Descargar en formato editable o en formato pdf ), en forma individual.

Problemas

Evaluamos y reflexionamos

Dedicamos unos minutos para repasar lo aprendido hasta ahora y hacer una reflexión personal sobre nuestro aprendizaje. Algunas cuestiones que nos podemos preguntar pueden ser:

  • ¿Qué he aprendido?
  • ¿Qué me ha sorprendido más? ¿Por qué?
  • ¿He cambiado alguna idea previa? ¿Cuál?
  • ¿Qué me ha resultado más difícil? ¿Por qué?
     

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