El principio de Pascal es una ley de la mecánica de fluidos que se formula de la siguiente manera:
La presión ejercida sobre un líquido o gas se transmite a todos los puntos del fluido con la misma intensidad en todas las direcciones. En las partículas que están en contacto con el recipiente la dirección de la presión que ejerce el fluido sobre el recipiente es perpendicular a la superficie del recipiente.
La ley fue formulada por el científico francés Blaise Pascal en 1653 (publicada en 1663).
El principio de Pascal es una consecuencia de la ley de conservación de la energía y también es válida para fluidos compresibles (gases) y para un fluido en un campo de gravedad. Sin embargo, en un fluido en movimiento no se puede aplicar este principio por regla general.
Fórmula del principio de Pascal
La ley de Pascal se describe mediante la fórmula de presión:
P = F / S
dónde:
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P es la presión.
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F es fuerza aplicada,
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S es la superficie a la que se aplica la fuerza.
La presión se mide en newtons por metro cuadrado o en pascales (Pa), en honor al científico que descubrió la ley, Pascal.
Explicación de la ley de Pascal
A partir de esta fórmula se puede observar que cuando un líquido está en contacto con dos superficies distintas tiene repercusiones en las fuerzas aplicadas en cada una de las superficies.
En el ejemplo de la ilustración podemos ver un fluido incompresible que está en contacto con dos superficies diferentes.
En el punto 1 tenemos que P1=F1/S1 y en el punto 2 tenemos que P2=F1/S2
De acuerdo a la ley de Pascal, sabemos que la presión en un punto es igual a la presión aplicada al resto del líquido, por lo tanto la presión uno y dos son la misma. Si aplicamos una fuerza (F1) en la superficie pequeña (S1) obtenemos una presión que para poder ser compensada en la otra superficie libre del fluido (S2). Debido a que la superficie (S2) és mayor, el fluido ejerce una fuerza resultante mayor sobre la superficie del fluido para poder mantener la proporción F/S.
Experimento de Pascal
Los efectos del principio de Pascal, descubiertos por el físico francés en su famoso experimento del barril de 1647.
En el experimento, que también lleva el nombre de "paradoja de Pascal" y es un ejemplo de la aplicación del método científico, Pascal insertó un tubo vertical de 10 m de largo en un barril lleno de agua. En ese momento Pascal comenzó a verter agua en el tubo vertical hasta llenar el mismo tubo y observó que el agua rompió el barril debido a la intensidad acumulada por la columna de agua.
Ejemplos del principio de Pascal
La ley de Pascal constituye el fundamento de muchas aplicaciones mecánicas de la ingeniería que observamos en nuestro día a día. A continuación presentamos algunos ejemplos de uso y aplicaciones del principio de Pascal:
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Los sistemas de frenos hidráulicos permiten multiplicar la fuerza que ejercemos sobre el freno para transmitirla a las ruedas.
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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.
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Un elevador hidráulico utiliza el mismo principio para poder levantar una masa de un peso considerable ejerciendo muy poca fuerza.
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El brazo de una excavadora utiliza el principo de Pascal para multiplicar la fuerza del motor a la pala.
