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Este documento explora los principios fundamentales de la hidráulica, centrándose en la transformación de energía en sistemas hidráulicos. Se utiliza el ejemplo de una prensa hidráulica para ilustrar las etapas de conversión de energía mecánica a potencial, cinética y térmica. Además, se analizan las aplicaciones de la hidráulica en máquinas con líquido aceite, como la transmisión de fuerza, el control de velocidad y el frenado. Se incluyen dos ejercicios prácticos que permiten aplicar el principio de pascal y el principio de arquímedes.
Typology: Thesis
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Deber de Hidráulica y Neumática Nombre: Nain Isaias Sanchez Sanchez Fecha: 1/06/
1. Con la ayuda de un ejemplo, consulte y explique los pasos de la transformación de energía en instalación hidráulica. Una instalación hidráulica es un sistema que utiliza aceite presurizado para transmitir la energía mecánica de un lugar a otro. La transformación de energía en este tipo de sistema se produce en varias etapas, y puede ser ilustrada con el siguiente ejemplo: Supongamos que tenemos una prensa hidráulica que se utiliza para aplastar metales. La prensa hidráulica está compuesta por una bomba hidráulica, un cilindro hidráulico y un fluido hidráulico (en este caso, aceite). El proceso de transformación de energía en este sistema comienza cuando el operador acciona una palanca que activa la bomba hidráulica.
En conclusión, la transformación de energía en una instalación hidráulica se produce en varias etapas, desde la energía mecánica aplicada por el operador hasta la energía térmica generada por la fricción del aceite en el sistema. Cada etapa es esencial para el funcionamiento del sistema en su conjunto, y la eficiencia del sistema depende de cómo se gestionen y controlen estas et
2. Analice y elabore un argumento sobre las aplicaciones de la hidráulica. Además, plantee tres ejemplos. La hidráulica es una rama de la ingeniería que se encarga del estudio y aplicación de los líquidos en movimiento, especialmente el agua y los aceites. En el caso de las máquinas que utilizan líquido aceite en su funcionamiento, la hidráulica es una herramienta fundamental para su diseño y operación eficiente. A continuación, se presentan algunos argumentos y ejemplos de aplicaciones hidráulicas en máquinas con líquido aceite: 1. Transmisión de fuerza: Una de las principales ventajas de las máquinas con líquido aceite es su capacidad para transmitir grandes fuerzas a través de pequeñas áreas de contacto. Esto se logra mediante la aplicación de la ley de Pascal, que establece que la presión aplicada a un líquido contenido en un recipiente se transmite de manera uniforme a todas las partes del mismo. De esta manera, se pueden diseñar sistemas hidráulicos que transmitan grandes cantidades de energía a través de pequeñas tuberías y mangueras, lo que facilita su transporte y almacenamiento. 2. Control de velocidad : Otra aplicación importante de la hidráulica en las máquinas con líquido aceite es el control de velocidad. Los sistemas hidráulicos permiten regular la velocidad de los motores y cilindros mediante la variación de la cantidad de líquido que fluye a través de ellos. Esta característica es especialmente útil en máquinas que requieren movimientos precisos y suaves, como las grúas y las excavadoras. 3. Frenado: El líquido aceite también se utiliza en sistemas de frenado hidráulicos, especialmente en vehículos pesados como camiones y autobuses. Estos sistemas funcionan mediante la aplicación de una presión hidráulica al líquido contenido en un cilindro, que a su vez presiona las pastillas de freno contra los discos de freno. Los sistemas de frenado hidráulicos ofrecen una mayor eficiencia y durabilidad que los sistemas de frenado mecánicos. **Ejemplos de máquinas con líquido aceite que utilizan la hidráulica:
La fórmula del principio de Pascal es la siguiente: F1/A1 = F2/A2, donde F1 es la fuerza aplicada en el émbolo grande, A1 es el área del émbolo grande, F2 es la fuerza resultante en el émbolo pequeño y A2 es el área del émbolo pequeño. Podemos sustituir los valores en la fórmula y despejar la fuerza F2: F1/A1 = F2/A 50 N / 10 cm² = F2 / 1 cm² F2 = 5 N Por lo tanto, la fuerza resultante en el émbolo pequeño es de 5 N. Esto se debe a que la presión es la misma en ambos émbolos, y como el émbolo pequeño tiene un área 10 veces menor que el émbolo grande, la fuerza resultante en el émbolo pequeño es 10 veces menor que la fuerza aplicada en el émbolo grande.
La masa de agua desplazada por la esfera es: m_agua = densidad * volumen = 1 g/cm^3 * 523.6 cm^3 = 523.6 g Finalmente, el empuje experimentado por la esfera es igual al peso del agua desplazada: E = m_agua * g = 523.6 g * 9.8 m/s^2 = 5.13 N Por lo tanto, la esfera experimenta un empuje de 5.13 N cuando se sumerge completamente en agua. Ejercicio 2: Un objeto de forma irregular se sumerge en agua y se determina que el empuje experimentado es de 9 N. Si el objeto pesa 12 N en el aire, determine su densidad y su volumen. Solución: El principio de Arquímedes establece que el empuje experimentado por un objeto sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desplazado por el objeto. En este caso, el empuje experimentado es de 9 N. La masa del objeto se puede calcular utilizando la fórmula P = m*g donde P es el peso del objeto en el aire y g es la aceleración debido a la gravedad. m = P/g = 12 N / 9.8 m/s^2 = 1.22 kg La densidad del objeto se puede calcular utilizando la fórmula de la densidad: densidad = masa / volumen El volumen del objeto se puede obtener dividiendo el empuje experimentado por la densidad del agua, que es de aproximadamente 1 g/cm^3. V = E / densidad_agua = 9 N / (1 g/cm^3 * 9.8 m/s^2) = 0.918 cm^ Por lo tanto, el volumen del objeto es de 0.918 cm^3. Finalmente, la densidad del objeto se puede calcular como: densidad = masa / volumen = 1.22 kg / 0.918 cm^3 = 1,33 g/cm^
Fuente bibliográficas