Ley de Pascal con dos cilindros conectados llenos de agua y piedras de 50 kg en ambos extremos

Si tengo dos cilindros conectados llenos de agua y piedras de 50 kg en ambos extremos (presionando ambos extremos del agua) ¿cuánto peso necesito agregar en un lado para que una de las piedras llegue al fondo?

Imagen de cilindros conectados

Así que supongamos que el agua pesa 1 kg. Y así, si no hubiera ninguna piedra, agregar una piedra de 1 kg desplazaría toda el agua por un lado y la piedra tocaría el fondo por el otro. Dado que los pesos de 50 kg se cancelan entre sí, parece que podría contar como si no hubiera pesos y agregar 1 kg sería suficiente, pero mi instinto me dice que necesito agregar 50 kg. no sé por qué

¡Muchas gracias!

Respuestas (1)

Primero, cambia tu forma de pensar del peso a la presión. La presión es el peso por unidad de área. La forma más fácil de hacerlo es asumir una determinada sección transversal, digamos 100 centímetros cuadrados, o un tubo cuadrado de 10 centímetros de lado. Ese es un buen tamaño, porque 10 centímetros de ese tubo encierran 1 litro, o 1 kilogramo de agua.

Entonces, si tiene un tubo vertical de ese tamaño y lo llena con 10 cm de agua, la presión en el fondo es el peso del agua dividido por el área del fondo: 1 000 gramos divididos por 100 centímetros cuadrados son 10 gramos. descansando sobre cada centímetro cuadrado.

Si lo llena hasta el doble de esa altura, entonces la presión en el fondo es el doble, y así sucesivamente.

Entonces, para reformular tu pregunta, si la piedra de 50 kg está en el fondo de un tubo, ¿qué presión ejerce sobre el fondo del tubo? 50 000 gramos sobre 100 cm2, o 500 gramos por centímetro cuadrado. Entonces, ¿qué altura de agua se necesitaría en el otro lado para igualar eso? Dado que 10 cm te dieron 10 gramos/cm^2, 500 cm (5 metros) te darían 500 g/cm^2.

¿Lo entendí bien? Revisas mis matemáticas.

Luego puedes reemplazar ese exceso de agua por una piedra, siempre que esa piedra pese la misma cantidad que el agua que estás eliminando y quepa en el tubo.

Ahora, ¿qué pasa si usas un tubo más angosto? ¿Qué pasa si usas uno más ancho? ¿Qué pasa si los dos tubos son de diferentes tamaños?

Mike dunlavey, gracias por tu respuesta. Naturalmente, si el tubo es más estrecho y hay menos espacio disponible en el suelo, la presión aumenta. Si los tubos interconectados son de diferente tamaño entonces se iguala la presión hasta que ambos tubos tienen la misma altura de agua y la misma presión. En mi pregunta original, debería haber resumido los pesos. 100 kilos (101 kg técnicamente). ¡¡¡¡Muchas gracias!!!!
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