El principio de Pascal o ¿Cómo multiplicar tu fuerza?

Summary

Este video explica el principio de Pascal, una ley de la hidrostática que permite multiplicar la fuerza a través de la presión en fluidos incompressibles. A través de la historia de Blaise Pascal y su apuesta sobre un barril de agua, se demuestra cómo la presión se transmite uniformemente. Este principio es fundamental en la tecnología hidráulica, permitiendo发明 como elevadores, grúas y sistemas de frenado. Además, se menciona el caso de un ingeniero mexicano que movió un edificio entero usando este principio, y se anima al aprendizaje continuo y al desarrollo de habilidades blandas para el éxito profesional.

Takeaways

• 🔧 La tecnología hidráulica permite multiplicar la fuerza usando el principio de Pascal.
• 🧐 Blaise Pascal, un genio científico del siglo XVII, es conocido por su contribución al principio de Pascal relacionado con la hidráulica.
• 🏗️ El principio de Pascal ha permitido mover edificios y es fundamental en la operación de máquinas como grúas y elevadores.
• 💧 El principio de Pascal se basa en la no comprensión de los fluidos y la transmisión uniforme de la presión en todos los puntos de un fluido confinado.
• 📏 La presión es la fuerza ejercida por unidad de área y aumenta al disminuir la superficie sobre la que actúa la fuerza constante.
• 🛠️ Un fluido incompressible, como el agua, no cambia su volumen cuando se le aplica presión.
• 🔄 El principio de Pascal describe cómo un cambio de presión en un fluido incompressible se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones.
• ⚖️ Al usar pistones de diferentes tamaños en un fluido, se puede multiplicar la fuerza aplicada, pero también se cambia la distancia que se mueve el piston.
• 🚌 La tecnología hidráulica se utiliza en el sistema de frenado de autobuses y en grúas para levantar vehículos.
• 🏢 En la década de 1950, un ingeniero mexicano utilizó el principio de Pascal para mover un edificio entero para evitar su demolición.
• 🔢 La presión medida en 'kilo por centímetro cuadrado' se puede convertir en Pascals, la unidad de presión命名 en honor a Blaise Pascal.

Q & A

¿Qué es la tecnología hidráulica y cómo se relaciona con la fuerza de los brazos del humano?

La tecnología hidráulica es una rama de la mecánica que utiliza el agua u otros fluidos para transmitir la energía. Se relaciona con la fuerza de los brazos del humano porque permite multiplicar la fuerza aplicada, permitiendo realizar tareas que serían imposibles con la fuerza física humana por sí sola.

¿Quién es Blaise Pascal y qué贡献 tiene en la tecnología hidráulica?

Blaise Pascal fue un físico, matemático y teólogo francés del siglo XVII. Su contribución a la tecnología hidráulica fue el principio de Pascal, una ley física que describe cómo la presión en un fluido incompressible se transmite uniformemente en todas las direcciones.

¿Cuál es la diferencia entre la presión y la fuerza en el contexto del principio de Pascal?

La presión es la fuerza ejercida por unidad de área, mientras que la fuerza es la cantidad de empuje o resistencia que se aplica. En el principio de Pascal, la presión se transmite uniformemente a través del fluido, pero la fuerza que se aplica en un área más grande es proporcionalmente mayor.

¿Por qué los fluidos en estado líquido son considerados incompressibles en el principio de Pascal?

Los fluidos líquidos son considerados incompressibles porque su volumen no cambia significativamente cuando se les aplica presión. Esto se debe a que las moléculas de los fluidos se ajustan de tal manera que no hay mucho espacio entre ellas, lo que limita su capacidad para ser comprimidos.

¿Cómo se puede demostrar el principio de Pascal en un experimento simple?

Se puede demostrar el principio de Pascal usando dos jeringas conectadas por un tubo lleno de agua. Al empujar la jeringa más estrecha, se nota que la más ancha se mueve con menos esfuerzo, mostrando cómo se puede multiplicar la fuerza.

¿Cómo se relaciona el principio de Pascal con el funcionamiento de un freno hidráulico de automóvil?

Cuando un conductor de autobús presiona el pedal de freno, utiliza un mecanismo hidráulico que amplifica una pequeña fuerza hasta que es capaz de detener el movimiento de un vehículo de múltiples toneladas, aplicando el principio de Pascal para multiplicar la fuerza.

¿Cómo se utilizó el principio de Pascal para mover un edificio entero?

Jorge Matute Remus, un ingeniero mexicano, utilizó el principio de Pascal para mover el edificio de teléfonos en Guadalajara, México, en la década de 1950, evitando su demolición. Diseñó y construyó un sistema de rieles y rodamientos, junto con 12 jantes hidráulicas para mover el edificio poco a poco sin la ayuda de motores y mientras las personas continuaban trabajando dentro.

¿Qué es el paradoja hidrostática y cómo se relaciona con el experimento del barril de Pascal?

La paradoja hidrostática es un fenómeno en el que la presión en un fluido en estado de reposo depende solo de la altura y el diámetro del tubo, no del volumen del fluido. En el experimento del barril de Pascal, incluso con una pequeña cantidad de líquido, la columna se concentra en un área muy pequeña, lo que aumenta la presión y puede hacer que el barril se rompe si el tubo es lo suficientemente alto.

¿Cuál es la relación entre la unidad de presión Pascal y el nombre de Blaise Pascal?

La unidad de presión Pascal se nombró en honor a Blaise Pascal, quien descubrió el principio de Pascal. Cada kilo por centímetro cuadrado es igual a 98,066.5 Pascals, y este sistema de unidades se utiliza para medir la presión en el contexto del principio de Pascal.

¿Cómo se puede aplicar el principio de Pascal en la vida cotidiana más allá de los ejemplos mencionados en el guion?

El principio de Pascal se puede aplicar en la vida cotidiana en muchos dispositivos y maquinaria que utilizan fluidos para transmitir fuerza, como grúas, presionadores hidráulicos, sistemas de dirección hidráulica en vehículos y sistemas de levantamiento en construcciones.

Outlines

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🔧 Principio de Pascal y su aplicación en la tecnología hidráulica

El primer párrafo introduce el principio de Pascal y su capacidad para multiplicar la fuerza, utilizando la tecnología hidráulica. Se menciona la apuesta de Blaise Pascal sobre la posibilidad de hacer estallar un barril con un litro de agua, lo cual ilustra el poder de la presión. Se explica que el principio de Pascal es una ley de la hidrostática que estudia los fluidos en reposo y se basa en dos conceptos clave: la presión y la incompressibilidad de los fluidos. La presión es la fuerza ejercida por unidad de área, y la incompressibilidad de los fluidos en estado líquido significa que su volumen no cambia con la aplicación de presión. El vídeo también promueve un curso de Soft Skills en la plataforma Platzi.

05:04

🔗 Amplificación de fuerza y su efecto en la vida cotidiana

El segundo párrafo profundiza en cómo la presión se transmite uniformemente en un fluido confinado e incompressible, lo que permite la amplificación de fuerza. Se explica que al presionar una pequeña superficie, la fuerza resultante en una superficie más grande puede ser mucho mayor, lo que se expresa matemáticamente como la relación entre las áreas y las fuerzas. Este fenómeno es fundamental en la operación de frenos hidráulicos, grúas, elevadores y sistemas de dirección de vehículos. Además, se menciona el caso histórico de la traslación de un edificio en México usando el principio de Pascal para evitar su demolición.

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🎓 Desarrollo profesional y la importancia de las habilidades blandas

El tercer párrafo hace una transición hacia el desarrollo profesional, enfatizando la importancia de las habilidades blandas como el liderazgo, la comunicación y la gestión del tiempo, además del conocimiento técnico. Se promueve el uso de la plataforma Platzi para identificar y mejorar estas habilidades y se invita al espectador a suscribirse o apoyar el canal a través de Patreon. Finalmente, se insta a los espectadores a interactuar con el contenido y a seguir aprendiendo.

Keywords

💡Hidráulica

La hidráulica es una rama de la mecánica que se ocupa del movimiento y el control de fluidos, en este caso, líquidos. En el video, se menciona que la tecnología hidráulica permite realizar hazañas como levantar un automóvil o detener un autobús, gracias al principio de Pascal. Este principio es esencial para entender cómo se multiplica la fuerza en los sistemas hidráulicos, permitiendo la transmisión de presiones y movimientos a través de fluidos confinados.

💡Principio de Pascal

El Principio de Pascal es una ley física que establece que un cambio de presión en un fluido incompressible confinado se transmite con la misma intensidad en todas las direcciones y a todos los puntos del fluido. En el video, se explica cómo este principio permite amplificar una pequeña fuerza aplicada en un pistone pequeño para mover un pistone más grande con una fuerza mucho mayor, lo que es fundamental en la operación de herramientas y maquinaria hidráulica.

💡Presión

La presión se refiere a la fuerza ejercida por unidad de área. En el video, se ilustra cómo la presión aumenta al disminuir el área sobre la cual actúa una fuerza constante, lo que es clave en la comprensión de cómo funcionan los sistemas hidráulicos. Se da un ejemplo de cómo la presión puede ser suficiente para hacer estallar un barril, incluso con una cantidad pequeña de agua, debido a la concentración de la fuerza en un área pequeña.

💡Incompressibilidad

Los fluidos en estado líquido, como el agua, son considerados incompressibles porque su volumen no cambia cuando se les aplica presión. Esto es fundamental para el Principio de Pascal, ya que permite que la presión se transmita uniformemente a través del fluido sin que este se comprima. En el video, se menciona que, a diferencia de los gases, el agua no se puede comprimir significativamente, lo que es esencial para la transferencia de presión en los sistemas hidráulicos.

💡Pistón

Un pistón es una pieza móvil que se usa para transferir fuerza a través de un fluido en un cilindro. En el video, se describe cómo la presión aplicada en un pistón pequeño se puede transmitir a un pistón más grande, resultando en una fuerza mucho mayor en el otro extremo. Esto es esencial en la explicación de cómo los sistemas hidráulicos multiplican la fuerza y se usan en aplicaciones prácticas como grúas y palancas hidráulicas.

💡Paradoja hidrostática

La paradoja hidrostática se refiere a la idea de que la presión en un fluido en estado de reposo depende solo de la altura y el diámetro del tubo a través del cual fluye, no del volumen total del fluido. En el video, se explica cómo incluso una pequeña cantidad de agua en un tubo de alta cantilera puede generar una presión suficiente para hacer estallar un barril, ilustrando el poder del principio de Pascal.

💡Jorge Matute Remus

Jorge Matute Remus es un ingeniero mexicano mencionado en el video por haber movido un edificio entero utilizando el principio de Pascal. Este ejemplo histórico demuestra la aplicación práctica y la magnitud del principio en la ingeniería civil, permitiendo la movilización de estructuras sin la necesidad de demolición.

💡Platzi

Platzi es una plataforma de aprendizaje en línea mencionada en el video que ofrece cursos de Soft Skills para el desarrollo profesional. Aunque no está directamente relacionada con el tema principal del video, se utiliza para ilustrar cómo la educación y el aprendizaje continuo son importantes para el éxito en la vida profesional, al igual que el conocimiento técnico en el caso de la hidráulica.

💡Fuerza

La fuerza es una magnitud física que se mide en newtons y que se relaciona con la capacidad de un objeto para cambiar el estado de reposo o movimiento de otro objeto. En el video, se explica cómo la fuerza se puede amplificar o 'multiplicar' mediante la aplicación del principio de Pascal en sistemas hidráulicos, permitiendo el movimiento de cargas mucho más pesadas que la fuerza aplicada inicialmente.

💡Área

El área es una medida de la extensión de una superficie en un plano bidimensional, medida en metros cuadrados. En el contexto del video, la relación entre la fuerza y el área es crucial para entender cómo se amplifica la fuerza en los sistemas hidráulicos. Se ilustra cómo una pequeña fuerza aplicada en un área pequeña puede resultar en una fuerza mucho mayor cuando se transmite a un área más grande.

Highlights

La tecnología hidráulica permite realizar hazañas como levantar un auto o detener un autobús.

Estas maravillas son posibles gracias al principio de Pascal, desarrollado por el genio científico Blaise Pascal.

El principio de Pascal ha permitido incluso mover edificios.

El video es patrocinado por Platzi, una plataforma de aprendizaje en línea que ofrece cursos de Soft Skills para el desarrollo profesional.

Blaise Pascal apostó que podía hacer estallar un barril con un litro de agua, demostrando el principio de Pascal.

El principio de Pascal es una ley física que pertenece a la hidrostática, el estudio de fluidos en reposo.

La presión en física se refiere a la fuerza ejercida por unidad de área.

Los fluidos en estado líquido son considerados incompressibles y no cambian su volumen cuando se les aplica presión.

El principio de Pascal establece que un cambio de presión en un fluido incompressible se transmite con igual intensidad en todas las direcciones.

La presión se propaga uniformemente en un fluido, lo que permite multiplicar la fuerza a través de diferentes áreas.

El principio de Pascal se puede expresar matemáticamente con la relación entre la fuerza y el área de los pistones.

La fuerza aumenta con el área del piston, lo que permite mover objetos mucho más pesados que la fuerza aplicada.

El principio de Pascal se utiliza en brechas de coches, sistemas de frenado, ascensores y sistemas de dirección hidráulica.

Jorge Matute Remus, un ingeniero mexicano, movió un edificio entero en la década de 1950 para evitar su demolición.

El parádoja hidrostática demuestra que la presión depende solo de la altura y el diámetro del tubo, no del volumen del líquido.

El barril se rompe debido a la presión que se concentra en un área pequeña, a pesar de que el volumen de líquido sea pequeño.

La unidad de presión Pascal, nombrada en honor a Blaise Pascal, es equivalente a 98,066.5 newtons por metro cuadrado.

Platzi ofrece cursos para desarrollar habilidades como liderazgo, comunicación y gestión del tiempo, esenciales para el éxito profesional.

Transcripts

Can you imagine lifting a car with just the strength of your arms?

Or stop a bus with a little movement of your foot?

Well, this is perfectly possible and it happens every day! but wait!

Do not go running to the street to want to stop a car kicking.

These wonders are possible thanks to hydraulic technology developed from

the scientific genius of Blaise Pascal and have even made it possible to move buildings!

Today we are going to explain to you...

How to multiply your strength?

Pascal's principle Today's video is sponsored by Platzi,

which offers you the Soft Skills course for professional development: attitudes

and habits such as leadership, communication and time management, to improve your

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Platzi is the online platform that helps you adapt to the future.

They say that back in the 17th century, the French physicist, mathematician and theologian

Blaise Pascal bet that he could burst a barrel with a liter of water!

A strong barrel filled with water was connected, perfectly sealed, by a metal tube

10 meters long.

Then someone, using a ladder, climbed up and poured a liter of water in, little by

little, until What do you think happened?

catapun!

The barrel burst!

To be honest, there's no certainty that Pascal actually did this experiment,

but variants have been done many times since, and it works! But why?

Pascal's principle is a physical law that belongs to hydrostatics: the branch

of hydraulics that studies fluids in a state of rest and, to understand it, we need

to be clear about two notions.

The first is the concept of pressure.

In physics, "pressure" refers to the force exerted per unit area.

That is, it is the amount of force that is applied to a given surface.

Although the force is the same, the pressure increases if the area is decreased.

If you maintain a constant force but decrease the area over which that force is applied,

the pressure will increase.

This is because by decreasing the area, the same amount of force is being distributed

over a smaller surface area.

That's why it's possible to lie on a bed of nails without getting hurt, but not on

a single nail. Ouch!

The second important notion is that fluids in a liquid state are considered incompressible:

they do not compress.

In other words, they do not change their volume when pressure is applied to them.

If you take a sponge ball and squeeze it, you can make it smaller: decrease its

size and increase its density.

The same goes for air and other gases: if you take a syringe filled with air, cap the

outlet (no needle!) and press the plunger, you can see how the air is compressed and when

you release the plunger it returns to its original volume. Air is elastic!

What happens is that, when you squeeze the syringe, the molecules of the gases that make up the

air get closer together: as the volume decreases, the density increases.

But water doesn't behave like that: it can't be compressed.

Well, it does compress a little bit, but so little that, for practical purposes, it's considered

"incompressible."

Try it with the syringe, now filled with water, it no longer feels elastic, it can't be compressed!

The shape of their molecules causes them to fit together in a way that doesn't leave much space between

them.

This means that if you had a tube filled with water with two equal plungers, all the

pressure applied to one end would go all the way to the entire inside surface,

including the plunger at the other end.

And that is Pascal's principle: "A pressure change in a confined incompressible fluid

is transmitted with equal intensity in all directions and at all points in the

fluid."

In other words: the pressure will spread uniformly: the pressure at this point is equal

to the pressure at this point and at this point and at this point...

In other words, if there were a sphere with little holes on the other side of the syringe, all the squirts

would come out with the same force.

Seems like common sense!

But it has staggering implications.

Imagine that you have a confined fluid with two pistons or plungers at each end.

We are going to call this small inlet piston and this large outlet piston.

If we press the input button, we know that the output button will move, but wait!

Since the pressure is the same at all points and the output piston has more area, it means

that the output piston will exert more force than was applied to the input piston!

Let's say that you put a weight of 3 kilograms on the inlet piston and that the area of ​​the

piston in contact with the liquid is 1 square centimeter.

The pressure then is 3 kilos per square centimeter.

This pressure is transmitted throughout the liquid, to the walls of the container and to the

outlet piston, whose lower surface is 5 square centimeters.

Each square centimeter receives the pressure of 3 kilos: which means that the piston

exerts a force of... let's see: 5 times 3 is equal to 15...

15 kilograms!

What witchcraft is this!?

This operation can be expressed mathematically with this equation:

Force 2 is equal to force 1 multiplied by the result of dividing area 2 by

area 1.

In our example: we divide 5 square centimeters by 1 square centimeter.

That gives us 5.

We multiply that by 3 kilos per centimeter squared and the result is 15: with only

3 kilos of input force, we could push a weight of up to 15 kilos.

But how to explain that force appears out of nowhere?

Well, surely you have noticed that, although the weight we moved here is 5 times greater

than the one here, the distance from here is much greater than the one here.

This is because the volume of fluid that we displace on the output piston side

is equal to the volume of fluid on the input piston side.

If the inlet moved 10 centimeters and its underside has an area of ​​1

square centimeter, it is easy to calculate that it displaced 10 cubic centimeters of liquid.

If we put these 10 cubic centimeters on the other side, they form a cylinder whose

upper face we know is 5 square centimeters, which means that its height

is A see, 10 divided by 5 is…

2…

2 centimeters.

Moving the inlet plunger 10 centimeters down only moved the outlet 2 centimeters

up.

If you want to experience Pascal's principle in a tangible way, you can take two syringes

(one thin and one thick, without needles), fill them with water, and attach them to one of those hoses

used in aquariums, also filled with water.

You will notice that pushing the narrow plunger moves the wide one and requires

much less effort than using the thick syringe to move the thin one.

In addition to the fact that the thin syringe travels a greater distance than the wide syringe.

Can you think of inventions that could make use of this?

And it is that this exchange of distance for force can be very well used.

When a bus driver steps on the brake pedal, he is using a

hydraulic mechanism that amplifies a small force until it is capable of stopping the movement of

a multi-tonne vehicle.

If you use a jack to raise your car when you have a flat tire,

you are also taking advantage of Pascal's principle by multiplying the force in your arms.

In addition to being used in building elevators, cranes that lift heavy loads,

those hydraulic presses that crush anything, and vehicle steering systems,

Pascal's principle has been used to move entire buildings!

Jorge Matute Remus was a Mexican engineer who accomplished an impressive feat in

the 1950s: he moved the telephone building in Guadalajara, Mexico, to

avoid demolition.

To achieve this, Hooch Remus designed and built a system of rails and rollers that were placed

under the building, along with 12 hydraulic jacks to move it, inch by inch,

without the help of motors, and while people continued to work inside!

And why did that barrel burst?

This is called the hydrostatic paradox: the pressure, in this case, depends only on

the height and width of the tube, not on the amount of water: even if the liquid is little, the column

is concentrated in a very small area, which that increases the pressure, which, as we have already seen,

exerts an equal force in all directions on the barrel.

If the tube is high enough, the barrel breaks apart!

By the way: in this video we were using “kilo per square centimeter” as the unit

to measure pressure, but a widely used –and more appropriate– unit is the “newton

per square meter” or Pascal.

Each kilo per square centimeter equals 98,066.5 Pascals, named after

its discoverer, Blaise Pascal.

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