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- Presión en un sistema hidráulico.
Presión en un sistema hidráulico:
Los sistemas hidráulicos funcionan según las leyes de la hidrostática. La Ley de Pascal establece: "La presión en un fluido comprimido en reposo se propaga igualmente en todas direcciones en un sistema cerrado".
La siguiente animación muestra el principio de un sistema hidráulico con dos pistones, tuberías con manómetro y aceite (de color azul).
El pistón izquierdo se empuja hacia abajo con cierta fuerza (F1). Como resultado del desplazamiento del fluido en el pistón izquierdo, el pistón derecho es empujado hacia arriba con la fuerza (F2). Los diámetros de ambos cilindros son los mismos. En esta sección calcularemos las presiones y fuerzas en dos sistemas hidráulicos.
Para calcular la fuerza F2, primero necesitamos encontrar el peso (kg) y la aceleración gravitacional (m/s²). El peso del BMW ficticio es de 1000 kg. Redondeamos la aceleración gravitacional a 10. Usamos estos datos para completar la fórmula y calcular la fuerza requerida:
Para calcular la presión indicada por el manómetro se puede utilizar la siguiente fórmula:
Por lo cual:
- p = presión en Pa (Pascal)
- F = fuerza en N (Newton)
- A = superficie en m²
Completamos la fórmula para calcular la presión del fluido debajo de ambos pistones.
Un recordatorio:
- 1 kPa (kilopascal) = 1.000 Pa;
- 1 MPa (megapascales) = 1.000.000 Pa;
- 1 barra = 100.000 Pa = 100.000 N/cm².
Por tanto, una presión de 10.000.000 Pa equivale a 100 bar.
En la siguiente animación, el diámetro del pistón derecho se ha multiplicado por diez. Calculamos la presión bajo el pistón derecho con una superficie (A2) de 100 cm².
La presión del fluido en todo el sistema es la misma. Ingresamos la presión en las siguientes fórmulas:
Las fórmulas muestran que el automóvil de 1000 kg se puede levantar con una fuerza (F1) sobre el pistón izquierdo de 100 kg. La distancia recorrida por el pistón izquierdo es diez veces mayor que la del pistón derecho.
Completando la siguiente ecuación podemos demostrar que la presión es la misma en todo el sistema:
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