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Inicio/Mecánica clásica/Prensa hidráulica

Prensa hidráulica

Prensa hidráulica y principio de Pascal: la presión en el líquido es la misma. El pistón grande da más fuerza: F₂ = F₁ · (A₂/A₁).

Pistones

2 cm²
80 cm²
120 N

Magnitudes medidas

Presión P600.00 kPa
Fuerza de salida F₂4800.0 N
Ventaja mecánica A₂/A₁40.00

Sobre el modelo

La prensa hidráulica aplica el principio de Pascal: la presión en un líquido incompresible en reposo se transmite por igual en todas direcciones. Sobre el pistón pequeño actúa la fuerza F₁ y la presión es P = F₁/A₁; sobre el pistón grande la misma P da F₂ = F₁ · (A₂/A₁). La ventaja mecánica es la razón de áreas. La prensa no crea energía: el pistón pequeño recorre un camino mayor, F₁ d₁ = F₂ d₂. Se pueden cambiar las áreas de los pistones y F₁. El líquido es ideal, no hay fricción ni fugas, y el movimiento es lento: equilibrio estático.

Para quién: Bachillerato: presión, principio de Pascal, máquinas simples.

Conceptos clave

  • principio de Pascal
  • presión
  • prensa hidráulica
  • ventaja mecánica
  • líquido incompresible
  • pistón
  • conservación de la energía

Cómo funciona

En un líquido que comunica, la presión es la misma (principio de Pascal): P = F₁/A₁ = F₂/A₂. Una fuerza pequeña en el pistón pequeño da una fuerza grande en el grande. En pantalla se ven ambos pistones y la razón F₂/F₁ = A₂/A₁: así están hechos los frenos hidráulicos, los gatos y las prensas.

Fórmulas principales

P = F/A · F₂ = F₁ · (A₂/A₁)

Preguntas frecuentes

¿Crea energía la prensa hidráulica?
No. Cambia fuerza por camino: en el pistón grande la fuerza es mayor, pero el desplazamiento es menor. El trabajo de entrada F₁ d₁ iguala al de salida F₂ d₂ (en el ideal). Es conservación de la energía, no «multiplicación» del trabajo.
¿Por qué se toma el líquido como incompresible?
Así la presión se transmite de inmediato y por completo. Los líquidos reales se comprimen un poco, pero en el aceite de una prensa sencilla se desprecia para aislar la razón de fuerzas F₂/F₁ = A₂/A₁.
¿Dónde están hechas así las máquinas?
Gato hidráulico, frenos de un automóvil, excavadora, tren de aterrizaje, prensa industrial: mucha fuerza con un esfuerzo moderado en el pistón pequeño.
¿Qué no está en este modelo?
Fricción, peso de los pistones, viscosidad y fugas. Por eso la F₂ real es menor que F₁ · (A₂/A₁). Tampoco hay movimientos rápidos: no se tiene en cuenta la inercia del líquido.