Los gatos hidráulicos funcionan por el principio de Pascal.
Un gato hidráulico funciona básicamente con un liquido indeformable (ya sea agua o aceite hidráulico) en el interior de un cilindro y con una palanca con la que accionaremos un embolo situado en dicho cilindro (pistón), comunicado con otro cilindro de mayor sección conectados entre sí.
Los émbolos de los cilindros de secciones diferentes se ajustan de tal manera, que el pistón de cada cilindro esté en contacto permanente con dicho líquido indeformable.
Todo comienza con el movimiento de la palanca la cual accionamos arriba y abajo. Cuando accionamos dicha palanca, un embolo situado en el pistón del cilindro de menor sección es accionado también, haciendo pasar el fluido (situado en el interior del cilindro pequeño) a través de una válvula unidireccional o antirretorno. Debido a que la válvula antirretorno impide que el flujo del fluido retroceda, la presión en el cilindro se acumula mientras se acciona el mecanismo.
Este pistón empuja el aceite hidráulico hacia otro pistón situado en el interior del cilindro de mayor sección, y este a su vez empuja otro embolo (de mayor sección también). Este ultimo es el que recibe la fuerza para poder soportar cargas elevadas.
La presión en el interior del cilindro ejerce una fuerza y eleva el pistón, permitiendo levantar cargas pesadas aplicando continuamente una pequeña fuerza en el cilindro pequeño, que se multiplica en el cilindro más grande. Básicamente, cuanto más grande es el cilindro, más peso se puede levantar, lo que permite levantar cargas muy pesadas simplemente usando un mecanismo de bomba manual.
Para bajar la carga solo es necesario abrir la válvula de antirretorno situada en la base del gato.
Así es como una persona puede levantar hasta 300 veces más de la fuerza que ejerce «sin dejarse la salud en el intento», esto es gracias al principio de Pascal; pero ahora te explicamos con un poco más de detalle:
¿Qué es el principio de Pascal?
Se puede resumir diciendo que toda presión ejercida en un fluido indeformable, se propagará en todas direcciones de manera uniforme.
la presión ejercida sobre un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.
Blaise Pascal.
Enunciada por el físico-matemático francés Blaise Pascal, esta es la frase que da pie al principio de Pascal o ley de Pascal.
¿Quién es Blaise Pascal?
Nacido el 19 de junio de 1623 en Clermont-Ferrand, Francia, es conocido por ser considerado el padre de las computadoras.
Físico, inventor, filósofo, matemático, moralista y teólogo francés, demostró con doce años de edad que la suma de los ángulos de un triángulo es siempre igual a 180º.
Conocido por ser considerado precursor de las computadoras, en 1642 ideó la «pascalina«, la primera máquina que podía realizar sumas y restas. Nacía así, la primera calculadora.
En 1654 formuló la teoría matemática de la probabilidad junto a Pierre de Fermat.
Si no actúas como piensas, vas a terminar pensando como actúas.
Blaise Pascal.
La física aplicada al gato hidráulico.
La física detrás de los gatos hidráulicos es bastante simple. Cuando se conecta un cilindro más pequeño a uno más grande, como en un gato hidráulico, y se aplica una fuerza al cilindro pequeño, la presión en el cilindro más grande va a ser la misma, pero la salida de fuerza va a ser mayor, debido a que la superficie del pistón del segundo cilindro es mayor.
A medida que aumenta la diferencia entre las superficies de ambos cilindros, mayor será la fuerza de salida del cilindro más grande.
El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el cual el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.
Cuando sobre el émbolo de menor sección A1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma casi instantánea a todo el resto del líquido. Por el principio de Pascal esta presión será exactamente igual a la presión p2 que ejerce el fluido en la sección A2, es decir:
- con lo que las fuerzas serán:
con A1 < A2. Por tanto, la relación entre la fuerza resultante en el émbolo grande cuando se aplica una fuerza menor en el émbolo pequeño será tanto mayor cuanto mayor sea la relación entre las secciones:
El principio de funcionamiento de un gato hidráulico utilizado en un grúa es básicamente lo mismo, la unidad consta de dos cilindros, uno más pequeño y otro más grande, y la carga se eleva aplicando una pequeña fuerza en el cilindro más pequeño que se multiplica en el cilindro más grande, lo que permite levantar lentamente el pistón y por ende, elevar el peso suspendido.
Mira este otro artículo.
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