Una clase baja de Presión: Principio de Pascal

Cierto día en clase un estudiante me dijo: "Profe, en el preicfes me dijeron que debiamos pedir en el colegio que nos hicieran experimentos". Estamos de acuerdo, le dije. Desde ese momento hemos hecho lo posible para iniciar el abordaje de cada eje temàtico desde una experiencia en el salón de clase.
Por ahora el grado undècimo está en etapá de recordemos. Vamos por la mecánica de fluidos. El principio de Pascal es de nuestro interés, y digo "nuestro" pues he notado que a los estudiantes el trabajo en clase les agrada: por lo menos nos reimos y hacemos del momento de encuentro educativo algo lúdico. El deseo de aprender y el gusto por lo aprendido debe ser un sentimiento de parte y parte, no debe ser sólo del maestro, debe ser de todos.

No es frívolo el que se divierte, sino el que cree que no hay que divertirse."

José Ortega y Gasset, "Obras Completas" ( 1958 )

El video muestra como los estudiantes experimentan el fenómeno de la presión en el agua, imprimida por medio de dos jeringas de 10cm³ y 5 cm³ conectadas por una manguera de 1m de longitud. El objetivo es sentir cómo, desde la jeringa de menor área de embolo, se empuja con facilidad la jeringa de mayor émbolo y cómo la jeringa de mayor émbolo desplaza más distancia a la jeringa de menor émbolo. Esta experiencia sirve para establecer la relación entre las fuerzas ejercidas en los émbolos y los radios del área circular de cada émbolo. Seguidamente ponemos en el émbolo mayor una masa de 500cm³ de agua (medio litro de agua en una botella de gaseosa) que equivale aproxidamente a 5New (valor calculado por ellos mismos con la idea de que dimensionen mas o menos que fuerza en Newtons hacen al levantar objetos diariamente:un vaso con agua, una libra de arroz, el mismo cuerpo de ellos, entre otros). Desde el émbolo menor aplicamos una fuerza que debemos calcular en el tablero mediante la fórmula

F1 (r2)² = F2 (r1)²

Procedimos a medir el radio de cada embolo, pedí a un estudiante que tomara una regla y midiera el radio. No le indique cómo hacerlo, primero dió el dato del diámetro y le aclare que era el del radio. Los resultados fueron: r1=7mm; r2=5mm y F1=5New. Pasamos a reemplazar en la fórmula y a observar la incógnita a despejar:

5New (5mm)² = F2 (7mm)²

Un estudiante pregunto si había algún problema por encontrarse la longitud de los radios en mm. y le dije que al final en la ecuación se cancelaban.

5New (25mm²) = F2 (49mm²)

125New = F2 (49)

(125/49)New =F2

2,55New=F2

Significa que hay que hacer una fuerza casi de la mitad del peso resistente.

Cabe resaltar que es necesario ir mas allá de esto.

Se pueden formular interrogantes como:

¡Qué sucede si el radio menor es equivalente a la mitad del radio mayor?

Realmente la fuerza necesaria se redude a la cuarta parte, o mejor la fuerza ejercida se cuadruplica.