MARCO TEÓRICO

El Brazo Hidráulico se basa en el principio de Pascal: “El incremento de presión en un punto de un líquido en equilibrio, se transmite a todos los puntos”, y a la diferencia de presiones. El Brazo Hidráulico se puede hacer de diferentes materiales y formas, dependiendo el uso que se le da.

ORIGEN DEL BRAZO HIDRÁULICO

Apareció basándose en el descubrimiento de la prensa hidráulica de Pascal la cual permite levantar grandes masas con pequeñas fuerzas que se aplica en el brazo hidráulico. En la antigüedad por la necesidad de construir grandes edificaciones crearon una herramienta para levantar y transportar grandes masas que utilizaban para la construcción; esta herramienta era un brazo de madera que giraba sobre un eje para poder levantar y llevar el material de un lugar a otro.

El brazo constaba de un sistema de poleas que por la fuerza de los trabajadores que jalaban las cuerdas le permitía levantar al material y luego bajarlo cuando se disminuía la fuerza. Con el transcurso de los años este brazo fue adquiriendo mejorías tanto en materiales como en su funcionamiento. Cuando Pascal descubre la prensa hidráulica estos brazos cambiaron radicalmente ya que se comenzaron a utilizar un sistema parecido a la prensa hidráulica, las cuales permitían levantar grandes pesos con menos esfuerzo.

MOVIMIENTOS DE UN BRAZO HIDRÁULICO

El movimiento vertical consiste en desplazar arriba o abajo nuestro centro de masas mediante una extensión o una flexión de las articulaciones.

El movimiento rotatorio es el que se basa en un eje de giro y radio constante: la trayectoria será una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante.

En el movimiento circular hay que tener en cuenta algunos conceptos específicos para este tipo de movimiento:
-Eje de giro: es la línea alrededor de la cual se realiza la rotación, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo, pero para cada instante de tiempo, es el eje de la rotación.
-Arco: partiendo de un eje de giro, es el ángulo o arco de radio unitario con el que se mide el desplazamiento angular. Su unidad es el radián.
-Velocidad angular: es la variación de desplazamiento angular por unidad de tiempo.
-Aceleración angular: es la variación de la velocidad angular por unidad de tiempo.

En dinámica del movimiento giratorio se tienen en cuenta además:
-Momento de inercia: es una cualidad de los cuerpos que resulta de multiplicar una porción de masa por la distancia que la separa al eje de giro.
-Momento de fuerza: o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro.

El brazo hidráulico es también una maquina simple (un artefacto mecánico que transforma una fuerza aplicada en otra resultante, modificando la magnitud de la fuerza, su dirección, la longitud de desplazamiento o una combinación de ellas) funciona como palanca.

PRINCIPIO DE PASCAL

En física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase: “el incremento de presión aplicado a una superficie de un fluido incompresible (líquido), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo”. Es decir que si en el interior de un líquido se origina una presión, estas se transmiten con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. En el sistema internacional, la unidad de presión es 1 Pascal (Pa), que se define como la fuerza ejercida por 1 newton sobre la superficie de 1 metro cuadrado.

BLAISE PASCAL

Nació el 19 de junio de 1623 en Clermont-Ferrand, Auvernia, entonces una pequeña población de 9,000 habitantes. Su padre, Etienne Pascal, magistrado y presidente de la Corte de Auvernia, se dedicaba a juzgar los pleitos en materia de impuestos. Era un hombre educado y culto, considerado un intelectual. En particular, dominaba las Matemáticas.

Su primera hazaña espectacular fue demostrar por su iniciativa y sin la sugestión de ningún libro que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos. Esto lo alentó a continuar con sus investigaciones. Blaise Pascal tenía 14 años cuando fue admitido en las discusiones científicas semanales dirigidas por Mersenne en donde presentó sus primeros descubrimientos sobre geometría descriptiva. Contenía una serie de teoremas, incluyendo el que se conoce como hexágono de Pascal, uno de los más bellos teoremas de toda la Geometría.

Facilitaron la invención de barómetros, altímetros y manómetros e hicieron surgir la idea de que era posible ascender en el espacio utilizando globos llenos de aire caliente o gases ligeros. Estudios posteriores lo llevaron a inventar la prensa hidráulica y la jeringa, así como a descubrir la Ley de Pascal “La presión ejercida sobre un líquido se transmite por igual en todas las direcciones.” El principio se usa en dispositivos que multiplican una fuerza aplicada y la transmiten a un punto de aplicación, como el gato hidráulico y los frenos hidráulicos.

Murió a la edad de 39 años, después de recibir en un éxtasis de alegría el Sacramento de la Extremaunción. El análisis post mortem reveló una grave lesión en el cerebro y mostró que había nacido con un cráneo deforme. En honor a su legado, su nombre fue utilizado para la unidad de presión Pascal es definida como la que ejerce una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado y su símbolo es Pa.En computación, el Pascal es uno de los lenguajes de programación de alto nivel. 

DENSIDAD DE LOS FLUIDOS

La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa entre el volumen que ocupa. La unidad de medida en el S.I. de Unidades es kg/m3, también se utiliza la unidad g/cm3.

SUSTANCIA	DENSIDAD EN Kg/m3
Aceite	920
Acero	7850
Agua	1000
Aire	1,3
Alcohol	780
Aluminio	2700
Caucho	950
Cobre	8960
Cuerpo Humano	950
Gasolina	680
Helio	0,18
Madera	900
Mercurio	13580
Sangre	1480-1600
Tierra (Planeta)	5515
Vidrio	2500

Un fluido es una sustancia que se deforma permanente y continuamente cuando

se le aplica un esfuerzo cortante.

Todos los fluidos son compresibles (los cuerpos disminuyen de volumen al someterlos a una presión) en cierto grado. No obstante, los líquidos son mucho menos compresibles que los gases.

Si consideramos que la densidad del fluido permanece constante, la presión en el interior del fluido dependería únicamente de la profundidad.

Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no hacerlo la presión total.

Principio de Pascal: “Una presión externa aplicada a un fluido confinado se transmite uniformemente a través del volumen del líquido”.

 De acuerdo a esta ley, si una fuerza de entrada (F1) actúa sobre un émbolo de área (A1), causará una fuerza de salida (F2) que actuará sobre un segundo émbolo (A2). Con esto tenemos que la presión de entrada es igual a la presión de salida

P=F/A

Aplicación de presión en jeringas: El largo cilindro de la figura puede ser dividido en dos cilindros individuales del mismo diámetro y colocados a distancia uno de otro conectados entre sí por una cañería. El mismo principio de transmisión de la presión puede ser aplicado, y la presión desarrollada en el pistón B va ser igual a la presión ejercida por el pistón A.

POTENCIA.

Una fuerza mecánica, trabajo o potencia es aplicada en el pistón A. La presión interna desarrollada en el fluido por su la densidad ejerciendo una fuerza de empuje en el pistón B. Según la ley de Pascal la presión desarrollada en el fluido es igual en todos los puntos por la que la fuerza desarrollada en el pistón B es igual a la fuerza ejercida en el fluido por el pistón A, asumiendo que los diámetros de A y B son iguales y sin importar el ancho o largo de la distancia entre los pistones, es decir por donde transitará el fluido desde el pistón A hasta llegar al pistón B.

FUERZA

Fuerza es toda acción capaz de cambiar de posición un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto. 

PRESION

La presión es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo. De esto sale la fórmula de Presión = Fuerza/Superficie.     P=F/S.La presión se mide generalmente en Kilogramos/Cm 2

BIBLIOGRAFIAS:

http://www.feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria18/F_E_IE%20Brazo_hidraulico.pdf

http://trabajofisica.galeon.com/