Física UBA XXI Final Feb 23 T2 3. Fluidos

La imagen muestra la fotografía de un “crique” o “gato” hidráulico que comúnmente se emplea para elevar automóviles en los casos en que es necesario cambiar una rueda.

El dibujo que rodea a la fotografía represente, muy esquemáticamente. El principio de su funcionamiento.

 

a.     Si el Pistón B tiene un diámetro de 0,12 m y se desea con el levantar una masa de 700 kg Cuanto mayor (con respecto a la presión externa) deberá ser la presión dentro del circuito hidráulico?

 

P = F2 / A2

 

Donde

P = presión

F2 = fuerza sobre el pistón B = Peso = m g

m = masa = 700 kg

g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/s²

A2 = área del pistón B= π rB^2

rB = radio del pistón B = diámetro / 2 = 0,12 m / 2 = 0,06 m

 

Reemplazando

P = 700 kg 9,8 m/s² / (π (0,06 m)^2) = 6,07 x 10^5 Pa

 

b.     Para lograr el incremento de presión en el circuito hidráulico se ejerce una fuerza externa F1 sobre el pistón A, cuto diámetro es, 1,00 cm. Que mínimo valor de fuerza deberá aplicarse sobre el pistón A para que el pistón B pueda elevar a la masa de 700 kg?

 

P = F1 / A1

 

Donde

F1 = fuerza sobre el pistón A

A1 = área del pistón A= π rA^2

rA = radio del pistón A = diámetro / 2 = 1 cm / 2 = 0,5 cm = 0,005 m

 

Reemplazando y despejando F1

F1 = P A1 = 6,07 x 10^5 Pa (π (0,005 m)^2) = 47,6 N