Otras carreras Piston fuerza resultante

[Enrique Gonzalez]

Comienzo este hilo porque el anterior no supe hacer el planteamiento del problema de forma correcta. En un cilindro en donde se desplaza un pistón, conectado a un tubo vertical que esta abierto en su extremo superior, como se observa en la figura adjunta, la duda consiste en determinar la fuerza necesaria para que el pistón se desplace desde el punto 1 al punto 2, tengo dos repuestas; 1) La presión ejercida por la columna de agua sobre el pistón, que al multiplicar por el área del pistón se obtiene una fuerza resultante de 314 Kilogramos; 2) El peso del agua contenida en el cilindro mas la tubería, que es el volumen total por el peso especifico da un fuerza resultante de 11,24 Kilogramos; Los dos resultados pueden ser validos pero al no ser iguales no se cual es el correcto, cual seria la respuesta valida para este caso y porque?;

Datos: Altura H = 10 m, carrera h = 20 cm, Diámetro del pistón D = 20 cm; Diámetro del tubo d = 25 cm; Área del cilindro, $A_c=314 cm^2$; Área del tubo, $A_t=4,91 cm^2$; Velocidad del pistón $V_p=2 cm/seg$

1) presión en el punto 1; P = 1 Kgr./Cm²;Fuerza resultante;
Area del Piston D = 20 Cm A = 314 Cm²
Fuerza resultante $F = P \times A = 314 Kgr$;
2) volumen total es igual a volumen del cilindro mas volumen del tubo;
$Vtot. = Vc + Vt = (314 \times 20) + (4,91 \times 1000) = 11.240,24 Cm^3 = 11,24 Lts.$;
Fuerza resultante $F = V \times \rho = 11,24 \times 1 = 11,24 Kr$

[arivasm]

Re: Piston fuerza resultante

La presión en el fondo del recipiente debida al peso del agua tan sólo depende de la altura de la columna de líquido, H. En consecuencia, la respuesta correcta es la que corresponde al cálculo realizado de la manera 1: 314 kp.

El motivo está en la ley de Pascal. Recuerda el famoso experimento del barril de Pascal.

Aquí tienes un vídeo donde lo realizan:

Por cierto que el vídeo tiene una segunda parte que te recomiendo que veas, pues explica magníficamente las dudas que puedas tener acerca de por qué lo que cuenta es la altura y no el peso del líquido: