El principio de Pascal

Escribe con tus palabras el principio de Pascal: explica qué le ocurre a la presión que se ejerce en un punto de un líquido encerrado y cómo se transmite por su interior. Pon después un ejemplo cotidiano donde se aplique.

Llenas una botella de plástico de agua, haces varios agujeros en sus paredes y aprietas la botella con las manos, como se muestra en la figura: el agua sale disparada por todos los agujeros a la vez, también por los que quedan lejos de tus manos.

¿Qué principio lo explica? ¿Qué puedes decir de la presión que recibe el agua en cada agujero?

En las prensas hidráulicas se usa un líquido (aceite) y no aire. Pensando en si unos y otros se pueden comprimir, explica por qué un líquido transmite la presión mucho mejor que un gas.

En una prensa hidráulica se ejerce una fuerza de $100\ \text{N}$ sobre el émbolo pequeño, que tiene una superficie de $0,01\ \text{m}^2$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Qué presión se ejerce sobre el líquido?
2. b) Según el principio de Pascal, ¿qué presión llega hasta el émbolo grande?

En una prensa hidráulica, el líquido transmite una presión de $20\,000\ \text{Pa}$ hasta el émbolo grande, que tiene una superficie de $0,5\ \text{m}^2$. ¿Con qué fuerza empuja el líquido ese émbolo?

En una prensa hidráulica, el émbolo pequeño tiene una superficie de $5\ \text{cm}^2$ y el grande, de $100\ \text{cm}^2$. Empujas el pequeño con una fuerza de $50\ \text{N}$.

1. a) Expresa ambas superficies en $\text{m}^2$.
2. b) Calcula la presión que recibe el líquido.
3. c) Calcula la fuerza que ejerce el émbolo grande. ¿Por cuánto se ha multiplicado tu fuerza?

Al pisar el pedal del freno, un coche frena las cuatro ruedas a la vez. Explica qué papel juega el líquido de frenos y qué principio físico hace posible que la fuerza del pie llegue a todas las ruedas casi al instante.

Indica cuáles de estas máquinas funcionan aplicando el principio de Pascal y cuáles no, justificando cada respuesta:

1. a) El gato hidráulico de un taller.
2. b) El muelle de un colchón.
3. c) La silla elevable del dentista.
4. d) El freno de cable de una bicicleta.

Con el gato hidráulico del taller quieres levantar un coche de $1\,200\ \text{kg}$, como se muestra en la figura. El pistón pequeño tiene una superficie de $8\ \text{cm}^2$ y el grande, de $400\ \text{cm}^2$. Toma $g = 10\ \text{m/s}^2$.

1. a) Calcula el peso del coche.
2. b) Usando $\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$, calcula la fuerza que hay que aplicar al pistón pequeño para levantarlo.
3. c) Compara esa fuerza con el peso del coche y explica de dónde sale la «fuerza extra».

Al frenar, el pedal empuja el émbolo del circuito de frenos ($S = 2\ \text{cm}^2$) con una fuerza de $200\ \text{N}$, como se muestra en la figura. En una de las ruedas, el émbolo que aprieta la pastilla tiene una superficie de $10\ \text{cm}^2$.

1. a) Calcula la presión que alcanza el líquido de frenos.
2. b) Calcula la fuerza con la que se aprieta la pastilla de esa rueda.
3. c) ¿Por qué conviene que la superficie del émbolo de la pastilla sea mayor que la del émbolo del pedal?