El principi de Pascal

Escriu amb les teves paraules el principi de Pascal: explica què li passa a la pressió que s'exerceix en un punt d'un líquid tancat i com es transmet pel seu interior. Posa després un exemple quotidià on s'apliqui.

Omples una ampolla de plàstic d'aigua, fas diversos forats a les seves parets i prems l'ampolla amb les mans, com es mostra a la figura: l'aigua surt disparada per tots els forats alhora, també pels que queden lluny de les teves mans.

Quin principi ho explica? Què pots dir de la pressió que rep l'aigua a cada forat?

A les premses hidràuliques s'utilitza un líquid (oli) i no pas aire. Pensant en si els uns i els altres es poden comprimir, explica per què un líquid és molt més eficaç que un gas per transmetre la força i el moviment entre els èmbols.

En una premsa hidràulica s'exerceix una força de $100\ \text{N}$ sobre l'èmbol petit, que té una superfície de $0,01\ \text{m}^2$, com es mostra a la figura.

1. a) Quina pressió s'exerceix sobre el líquid?
2. b) Segons el principi de Pascal, quina pressió arriba fins a l'èmbol gran?

En una premsa hidràulica, el líquid transmet una pressió de $20\,000\ \text{Pa}$ fins a l'èmbol gran, que té una superfície de $0,5\ \text{m}^2$. Amb quina força empeny el líquid aquest èmbol?

En una premsa hidràulica, l'èmbol petit té una superfície de $5\ \text{cm}^2$ i el gran, de $100\ \text{cm}^2$. Empenys el petit amb una força de $50\ \text{N}$.

1. a) Expressa totes dues superfícies en $\text{m}^2$.
2. b) Calcula la pressió que rep el líquid.
3. c) Calcula la força que exerceix l'èmbol gran. Per quant s'ha multiplicat la teva força?

En trepitjar el pedal del fre, un cotxe frena les quatre rodes alhora. Explica quin paper juga el líquid de frens i quin principi físic fa possible que la força del peu arribi a totes les rodes gairebé a l'instant.

Indica quines d'aquestes màquines funcionen aplicant el principi de Pascal i quines no, justificant cada resposta:

1. a) El gat hidràulic d'un taller.
2. b) La molla d'un matalàs.
3. c) La cadira elevable del dentista.
4. d) El fre de cable d'una bicicleta.

Amb el gat hidràulic del taller vols aixecar un cotxe de $1\,200\ \text{kg}$, com es mostra a la figura. El pistó petit té una superfície de $8\ \text{cm}^2$ i el gran, de $400\ \text{cm}^2$. Pren $g = 10\ \text{m/s}^2$.

1. a) Calcula el pes del cotxe.
2. b) Utilitzant $\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$, calcula la força que cal aplicar al pistó petit per aixecar-lo.
3. c) Compara aquesta força amb el pes del cotxe i explica d'on surt la «força extra».

En frenar, el pedal empeny l'èmbol del circuit de frens ($S = 2\ \text{cm}^2$) amb una força de $200\ \text{N}$, com es mostra a la figura. En una de les rodes, l'èmbol que prem la pastilla té una superfície de $10\ \text{cm}^2$.

1. a) Calcula la pressió que aconsegueix el líquid de frens.
2. b) Calcula la força amb què es prem la pastilla d'aquesta roda.
3. c) Per què convé que la superfície de l'èmbol de la pastilla sigui més gran que la de l'èmbol del pedal?