¿Cuándo es aplicable la ley de Pascal sobre la propagación de la presión de un fluido? ¿Es aplicable a una tubería circular cerrada con una bomba que gira el fluido, pero no a una tina de agua? La mayoría de las declaraciones requieren solo el confinamiento del fluido.

¿O la pregunta es irrelevante? ¿Esta ley ya no se usa ni se enseña?

Aquí está mi historia completa al respecto.

No es necesario leerlo todo para responder. Tu elección.

La pregunta y su contexto.

Al estar un poco sorprendido por un rechazo en este sitio de la aplicabilidad de la Ley de Pascal porque el fluido no estaba confinado (bueno, era un océano), tomé mi navegador favorito y pregunté: Ley de Pascal , luego tomé las respuestas en orden, más o menos. Me salto youtube.

Según Wikipedia (citando un libro):

La ley de Pascal o el principio de transmisión de la presión del fluido es un principio de la mecánica de fluidos que establece que la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible confinado se transmite por igual en todas las direcciones a lo largo del fluido, de modo que las variaciones de presión (diferencias iniciales) siguen siendo las mismas.

lo cual es confirmado por el Wiktionnary :

La ley que establece que un fluido confinado transmite la presión aplicada externamente de manera uniforme en todas las direcciones.

Luego, según la NASA (que parece equiparar fluido con líquido):

La ley de Pascal establece que cuando hay un aumento de presión en cualquier punto de un fluido confinado , hay un aumento igual en todos los demás puntos del recipiente.

El sistema de preguntas y respuestas del Departamento de Física de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign está de acuerdo (citando un libro):

La Ley de Pascal (también llamada Principio de Pascal) dice que "los cambios de presión en cualquier punto de un fluido cerrado en reposo se transmiten sin disminución a todos los puntos del fluido y actúan en todas las direcciones".

insistiendo además en que debe ser " un contenedor cerrado ".

Y el sitio de la feria de ciencias confirma para el profano:

La Ley de Pascal establece que cuando aplica presión a fluidos confinados [...], los fluidos transmitirán esa misma presión en todas las direcciones dentro del contenedor, a la misma velocidad.

Mientras que el sitio de Hiperfísica insiste para el profesional con esta declaración del Principio de Pascal:

La presión se transmite sin disminución en un fluido estático cerrado .

Para ser justos, el Diccionario Libre define la ley de Pascal de la siguiente manera:

El principio de que la presión estática externa ejercida sobre un fluido se distribuye uniformemente por todo el fluido. Por lo tanto, las diferencias en la presión estática dentro de un fluido surgen solo de fuentes dentro del fluido (como el propio peso del fluido, como en el caso de la presión atmosférica).

Tal vez porque no es un sitio de ciencia.

Mi pregunta principal es: ¿ Por qué se debe encerrar el fluido? (para que la ley sea aplicable)

Una pregunta secundaria es, ¿por qué la mayoría de las declaraciones ignoran la compresibilidad? Bueno, Pascal también lo hizo, afaik, pero estaba en un contexto muy diferente. También debemos recordar que no todos los fluidos son líquidos. Olvidar ese hecho puede conducir a la muerte por ahogamiento o por zambullirse en piscinas vacías.

Mi propia aclaración del problema.

Tal vez no debería responderme a mí mismo, para alentar mejor otras respuestas. Pero entonces, ¿por qué pretender que soy demasiado estúpido para responder cuando puedo probar que lo soy?

Como dije, me gustaría alguna aclaración sobre esto y verificar mi propio entendimiento, que no está del todo de acuerdo con las definiciones anteriores.

Si esta ley se considera en un campo de gravedad uniforme, el requisito de incompresibilidad solo se necesita para preservar una densidad constante, de modo que la diferencia de presión entre diferentes alturas en el líquido no cambie. Si es correcto, esto también significa que el requisito de incompresibilidad puede eliminarse con respecto a la transmisión del cambio de presión entre dos puntos a la misma altura.

Tenga en cuenta que si el cambio de presión es pequeño, hay poca variación de compresión y densidad, por lo que el requisito de incompresibilidad puede eliminarse como primera aproximación. Esa era, supongo, la situación de Pascal mientras analizaba la presión atmosférica y su variación bajo cambios limitados de altura.

En caída libre, el peso del fluido ya no importa, y la compresibilidad tampoco debería importar. Sin embargo, el fluido debe estar confinado si se va a aplicar una presión distinta de cero. En realidad, es más complejo, ya que puede haber presión circundante del entorno o tensión superficial en varios casos (p. ej., una burbuja de gas en un líquido). Además, puede ser necesario un recinto para evitar la mezcla del líquido o gas con el medio circundante, aunque eso no requiere un recinto rígido y no está relacionado con la ley de Pascal en sí.

Sin embargo, no veo la necesidad de la restricción de confinamiento en un campo de gravedad. Ciertamente se necesita un recipiente, como suele ser habitual con los líquidos (sobre todo cuando se trata de café caliente), pero nada exige que sea un recinto cerrado. La parte superior puede estar perfectamente abierta a la presión atmosférica en el caso de un líquido, o sólo separada por una membrana muy ligera para un gas. Esto puede no ser conveniente para lograr una alta presión en algunos dispositivos, pero ese es un problema de ingeniería que no tiene nada que ver con la ley de Pascal.

Esto es cierto incluso para el gas. Después de todo, la ley se basa originalmente en un estudio de la atmósfera terrestre que difícilmente puede considerarse cerrado.

Por supuesto, el fluido se considera solo en aquellas partes del espacio donde está presente antes y después del cambio de presión.

Para concluir, mi entendimiento es que el confinamiento puede ser necesario para lograr un cambio de presión en algún lugar del fluido, en aplicaciones de ingeniería de la ley, pero el confinamiento no tiene nada que ver con la ley de Pascal en sí.

Porqué entonces ?

Por qué este acuerdo en exigir una condición irrelevante para la aplicabilidad de la ley de Pascal.

La pregunta posiblemente debería ser otra. ¿Qué significa exigir que el fluido esté confinado o encerrado?

Tal vez la respuesta la da el sitio de la feria de ciencias que (si no me perdí nada) es el único que define realmente lo que significa:

contenido en un recinto flexible pero a prueba de fugas para que no pueda salir

No discutiré esta definición discutible, pero parece claro que la intención es evitar el flujo dinámico, tener un sistema estático. Cualquiera que sea la intención real, esa es la única explicación que encontré.

La hiperfísica es muy profesional y, para dejar el punto absolutamente seguro, utiliza tanto el cinturón como los tirantes: " un fluido estático cerrado ". La Universidad de Illinois tiene la misma preocupación por la decencia: " un fluido cerrado en reposo ".

Según entiendo el problema, sería más inteligente usar solo el calificador correcto y mencionar " fluido estático " o " fluido en reposo ", en lugar de calificativos inapropiados que crean mucha confusión y malentendidos, particularmente en un contexto educativo, como lo muestra el ejemplo que inicialmente motivó esta pregunta.

¿Es correcto este análisis o me perdí un punto? Si me equivoco, ¿puedes decirme dónde?

En una pregunta ampliamente ignorada (soy muy bueno en eso) que solo logró obtener un voto negativo, estaba tratando de obtener reacciones u opiniones sobre el tema de la precisión en la ciencia. No me refiero a precisión cuantitativa sino cualitativa, precisión en conceptos e hipótesis más que fórmulas matemáticas.

Supongo que este es solo otro ejemplo, y no tuve que buscarlo: me encontró.

Todas las contribuciones para entender esto son respuestas.