Ascensor Hidráulico

ASCENSOR HIDRAULICO

Un elevador hidráulico es un dispositivo formado por dos émbolos uno de pequeña superficie, la llamamos s, y otro de gran superficie, la llamamos S, conectados a través de un tubo sin pérdidas y relleno de un fluido no comprensible como el agua o algún aceite. Puesto que el fluido es no comprensible lógicamente al apretar sobre uno de los émbolos el otro obligatoriamente sube.

Y como la presión en el fluido es igual en todos los puntos, esta presión "empujará" sobre toda la superficie del émbolo grande por igual

Pero como la presión en el émbolo grande es igual al cociente entre F y S, se cumplirá que p también es igual al cociente entre F y S, es decir que p = F/S

Igualando ambas expresiones obtenemos la ecuación fundamental del elevador hidráulico:

f/s = F/S =>

F/f = S/s

y despejando F:

F = f * S/s

es decir, la fuerza en el émbolo grande es igual a la del pequeño multiplicada por el cociente entre las superficies de ambos como indicábamos arriba, lo que permite elevar una gran carga aplicando una fuerza muy pequeña.

Por ejemplo, si el émbolo pequeño tiene una superficie de 10 cm2 = 0,001 m2 y el grande tiene una superficie de 1 m2 tendremos una ganacia de fuerza de 1000:

F = f * (1 / 0,001) = f * 1000

Lo que significa que para levantar una tonelada situada en el émbolo grande bastará situar un pequeño peso de 1 kg en el émbolo pequeño.

El principio es parecido al de la palanca, sólo que en el caso de la palanca la ganancia viene dada por el cociente de las longitudes de los brazos de la palanca.

Y al igual que sucede en la palanca no se viola la conservación de la energía, simplemente el desplazamiento requerido en el émbolo pequeño será mucho mayor que el desplazamiento en el grande de modo que el trabajo en ambos es el mismo:

Si llamamos d a la distancia que introducimos el émbolo pequeño, el trabajo aplicado al pequeño vale:

t = f*d

Y del mismo modo, el trabajo realizado por el grande vale:

T = F*D

Y como ambos deben ser iguales para que se conserve la energía, tendremos:

T = t =>

F*D = f*d =>

d = D * F/f = D * S/s

Es decir, en el ejemplo anterior, para levantar el peso grande a una altura D = 1 cm = 0,01 m deberemos introducir el pequeño una distancia:

d = 0,01 * 1000 = 10 m

Naturalmente los elevadores hidráulicos que deben levantar grandes pesos a grandes alturas, por ejemplo los usados en ascensores, no se fabrican con un émbolo pequeño de enorme longitud porque eso no sería práctico, en su lugar lo que se hace es

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