Un elevador hidráulico tiene dos émbolos de superficies 12 y 600 cm2, respectivamente. Se desea subir un coche de 1400 kg de masa.
¿En qué émbolo habrá que colocar el coche?
¿Qué fuerza habrá que realizar?
Nombra el principio físico que aplicas
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Un elevador hidráulico tiene dos émbolos de superficies 12 y 600 cm2, respectivamente. Se desea subir un coche de 1400 kg de masa.
¿En qué émbolo habrá que colocar el coche?
¿Qué fuerza habrá que realizar?
Nombra el principio físico que aplicas
Solución:
Este problema se resuelve aplicando el principio de Pascal, que establece que un cambio en la presión aplicada a un fluido incompresible se transmite de manera uniforme en todas las direcciones.
Áreas de los Émbolos
Dadas las superficies de los émbolos, denominadas \(S_1\) y \(S_2\), siendo \(S_1 = 12 \, \text{cm}^2\) y \(S_2 = 600 \, \text{cm}^2\), respectivamente.
Para determinar en qué émbolo colocar el coche, utilizamos la relación \(F_1/S_1 = F_2/S_2\). Dado que queremos elevar un objeto pesado, lo colocaremos en el émbolo de mayor área (émbolo grande).
La fuerza necesaria para levantar el coche se calcula mediante la fórmula:
\[ F_1 = \frac{F_2 \cdot S_1}{S_2} \]
Sustituimos los valores conocidos:
\[ F_1 = \frac{m \cdot g \cdot S_1}{S_2} \]
– \( m \) es la masa del coche (1400 kg),
– \( g \) es la aceleración debido a la gravedad (\(9.8 \, \text{m/s}^2\)),
– \( S_1 \) y \( S_2 \) son las áreas de los émbolos.
Realizando el cálculo, obtenemos la fuerza necesaria (\( F_1 \)).
Resultados:
1. El coche se coloca en el émbolo grande.
2. La fuerza requerida para elevar el coche es \( 280 \, \text{N} \).
3. Principio físico aplicado: Principio de Pascal.