Ley de Pascal

La ley de Pascal (también conocida como principio de Pascal ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} o principio de transmisión de la presión de los fluidos ) es un principio de la mecánica de fluidos que establece que un cambio de presión en cualquier punto de un fluido incompresible confinado se transmite a través de todo el fluido, de modo que el mismo cambio se produce en todas partes. ^{[ 4 ]} La ley fue establecida por el matemático francés Blaise Pascal en 1653 y publicada en 1663. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

El principio de Pascal se define como:

Un cambio de presión en cualquier punto de un fluido incompresible confinado en reposo se transmite de forma igual y sin disminución a todos los puntos en todas las direcciones a través del fluido, y la fuerza debida a la presión actúa perpendicularmente a las paredes que lo encierran.

Si se llena un tubo en U oscilante con agua y se colocan pistones en cada extremo, la presión ejercida por el pistón izquierdo se transmitirá a través del líquido y contra la parte inferior del pistón derecho. (Los pistones son simplemente "tapones" que se deslizan libremente pero de forma ajustada dentro del tubo). La presión que el pistón izquierdo ejerce contra el agua será exactamente igual a la presión que el agua ejerce contra el pistón derecho.${\displaystyle p_{1}=p_{2}}$. Mediante el uso${\displaystyle p={\frac {F}{A}}}$obtenemos${\displaystyle {\frac {F_{1}}{A_{1}}}={\frac {F_{2}}{A_{2}}}\Leftrightarrow {\frac {F_{2}}{F_{1}}}={\frac {A_{2}}{A_{1}}}}$Supongamos que el tubo del lado derecho se hace 50 veces más ancho.${\displaystyle {\frac {A_{2}}{A_{1}}}=50}$. Si  se coloca una carga de 1 N en el pistón izquierdo (${\displaystyle F_{1}=1N}$), una presión adicional debida al peso de la carga se transmite a través del líquido y hacia arriba contra el pistón derecho. Esta presión adicional sobre el pistón derecho provocará una fuerza ascendente.${\displaystyle F_{2}=F_{1}{\frac {A_{2}}{A_{1}}}=50N}$Esta fuerza es 50 veces mayor que la que actúa sobre el pistón izquierdo. La diferencia entre fuerza y ​​presión es importante: la presión adicional se ejerce sobre toda la superficie del pistón más grande. Dado que la superficie es 50 veces mayor, la fuerza ejercida sobre el pistón más grande es 50 veces mayor. Por lo tanto, el pistón más grande soportará una  carga de 50 N , cincuenta veces la carga que soporta el pistón más pequeño. 

Las fuerzas pueden multiplicarse utilizando un dispositivo de este tipo. Una entrada de un newton produce una salida de 50 newtons. Al aumentar aún más el área del pistón más grande (o reducir el área del pistón más pequeño), las fuerzas pueden multiplicarse, en principio, por cualquier cantidad. El principio de Pascal subyace al funcionamiento de la prensa hidráulica . La prensa hidráulica no viola la conservación de la energía , porque una disminución en la distancia recorrida compensa el aumento de la fuerza. Cuando el pistón pequeño se mueve hacia abajo 100 centímetros, el pistón grande se elevará solo una quincuagésima parte de esta distancia, es decir, 2 centímetros. La fuerza de entrada multiplicada por la distancia recorrida por el pistón pequeño es igual a la fuerza de salida multiplicada por la distancia recorrida por el pistón grande; este es un ejemplo más de una máquina simple que funciona según el mismo principio que una palanca mecánica .

Una aplicación típica del principio de Pascal para gases y líquidos es el elevador de automóviles que se ve en muchas estaciones de servicio (el gato hidráulico ). La presión de aire aumentada, producida por un compresor, se transmite a través del aire hasta la superficie del aceite en un depósito subterráneo. El aceite, a su vez, transmite la presión a un pistón, que eleva el automóvil. La presión relativamente baja que ejerce la fuerza de elevación contra el pistón es similar a la presión de aire en los neumáticos de un automóvil. La hidráulica se emplea en dispositivos modernos de todos los tamaños, desde muy pequeños hasta enormes. Por ejemplo, existen pistones hidráulicos en casi todas las máquinas de construcción que manejan cargas pesadas.

Otras aplicaciones:

• Amplificación de la fuerza en el sistema de frenado de la mayoría de los vehículos de motor.
• Se utiliza en pozos artesianos , torres de agua y presas .
• Los buceadores deben comprender este principio. Partiendo de la presión atmosférica normal , de unos 100 kilopascales , la presión aumenta unos 100 kPa por cada aumento de 10 m de profundidad. ^{[ 8 ]}   
• Normalmente, la regla de Pascal se aplica a espacios confinados (flujo estático), pero debido al proceso de flujo continuo, el principio de Pascal se puede aplicar al mecanismo de elevación de aceite (que se puede representar como un tubo en U con pistones en ambos extremos).

El barril de Pascal es el nombre de un experimento de hidrostática supuestamente realizado por Blaise Pascal en 1646. ^{[ 9 ]} En el experimento, Pascal supuestamente insertó un tubo vertical largo en un barril (sellado) lleno de agua. Cuando se vertió agua en el tubo vertical, el aumento de la presión hidrostática provocó que el barril estallara. ^{[ 9 ]}

El experimento no se menciona en ninguna parte de las obras conservadas de Pascal y puede ser apócrifo, atribuido a él por autores franceses del siglo XIX, entre quienes el experimento es conocido como crève-tonneau ("rompebarriles"); ^{[ 10 ]} sin embargo, el experimento sigue asociado a Pascal en muchos libros de texto de física elemental. ^{[ 11 ]}

• Paradoja hidrostática : variación de la presión en función de la altitud. Páginas que muestran breves descripciones de los objetivos de redireccionamiento. 
• Ruina montium - técnica minera romana