El principi de Pascal és una llei de la mecànica de fluids que es formula de la manera següent:
La pressió exercida sobre un líquid o gas es transmet a tots els punts del fluid amb la mateixa intensitat a totes les direccions. A les partícules que estan en contacte amb el recipient la direcció de la pressió que exerceix el fluid sobre el recipient és perpendicular a la superfície del recipient.
La ley fue formulada por el científico francés Blaise Pascal en 1653 (publicada en 1663).
El principi de Pascal és una conseqüència de la llei de conservació de l'energia i també és vàlida per a fluids compressibles (gasos) i per a un fluid en un camp de gravetat. Tot i això, en un fluid en moviment no es pot aplicar aquest principi per regla general.
Fórmula del principio de Pascal
La llei de Pascal es descriu mitjançant la fórmula de pressió:
P = F/S
on:
-
P és la pressió.
-
F és força aplicada,
-
S és la superfície a què s'aplica la força.
La pressió es mesura en newtons per metre quadrat o en pascals (Pa), en honor del científic que va descobrir la llei, Pascal.
Explicación de la ley de Pascal
A partir d'aquesta fórmula es pot observar que quan un líquid està en contacte amb dues superfícies diferents té repercussions en les forces aplicades a cadascuna de les superfícies.
A l'exemple de la il·lustració podem veure un fluid incompressible que està en contacte amb dues superfícies diferents.
Al punt 1 hem de P1=F1/S1 i al punt 2 tenim que P2=F1/S2
D'acord amb la llei de Pascal, sabem que la pressió en un punt és igual a la pressió aplicada a la resta del líquid, per tant la pressió ui dos són la mateixa. Si apliquem una força (F1) a la superfície petita (S1) obtenim una pressió que per poder ser compensada a l'altra superfície lliure del fluid (S2). Com que la superfície (S2) és més gran, el fluid exerceix una força resultant més gran sobre la superfície del fluid per poder mantenir la proporció F/S.
Experimento de Pascal
Els efectes del principi de Pascal, descoberts pel físic francès en el seu famós experiment del barril del 1647.
A l'experiment, que també porta el nom de "paradoxa de Pascal" i que és un exemple de l'aplicació del mètode científic, Pascal va inserir un tub vertical de 10 m de llarg en un barril ple d'aigua. Pascal va començar a abocar aigua al tub vertical fins a omplir el mateix tub i va observar que l'aigua va trencar el barril a causa de la intensitat acumulada per la columna d'aigua.
Ejemplos del principio de Pascal
La llei de Pascal constitueix el fonament de moltes aplicacions mecàniques de l'enginyeria que observem al nostre dia a dia. A continuació us presentem alguns exemples d'ús i aplicacions del principi de Pascal:
-
Els sistemes de frens hidràulics permeten multiplicar la força que exercim sobre el fre per transmetre-la a les rodes.
-
Les premses hidràuliques utilitzen aquesta llei per concentrar tota la pressió en un punt per poder fer un treball mecànic molt concentrat en un punt.
-
Un elevador hidràulic utilitza el mateix principi per poder aixecar una massa d‟un pes considerable exercint molt poca força.
-
El braç d´una excavadora utilitza el principi de Pascal per multiplicar la força del motor a la pala.
