SM_S_G08_U03_L03

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1
Introducción
¿CÓMO SE RELACIONAN LOS COMPONENTES DEL MUNDO?
¿Para qué puedo utilizar el fenómeno de 
incompresibilidad de los líquidos?
PO
WE
R P
OS
ER
S
IM
P
L
E
X
S
Figura 1. Sistema interno de un gato hidráulico Figura 2. Gato hidráulico 
1. ¿Cómo funciona un gato hidráulico?
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Arquímedes de Siracusa, fue físico, astrónomo, 
matemático e inventor. Sus aportes permitieron 
establecer las bases sobre la teoría de los fluidos 
en reposo y en movimiento, además del principio 
de las palancas.
El principio de Arquímedes 
Este principio plantea que todo cuerpo sumer-
gido en un fluido experimenta una fuerza hacia 
arriba llamada EMPUJE, equivalente al peso 
del fluido desalojado.
Blaise Pascal fue un matemático, físico, filósofo 
y escritor, sus contribuciones a diferentes áreas 
permitieron la construcción de la primera 
calculadora mecánica; además contribuyó a 
recopilar información sobre fluidos y a aclarar 
los conceptos de presión y de vacío.
El principio de Pascal: establece que la presión 
que ejerce un fluido que está en equilibrio y 
que no puede comprimirse, alojado en un 
envase cuyas paredes no se deforman, se 
transmite con idéntica intensidad en todos los 
puntos de dicho fluido, y hacia cualquier 
dirección. Cumpliéndose que 
Presión en A= Presión en B
Lee con atención los planteamientos de Pascal y Arquímedes.
Actividad 1
Principio de Pascal y Arquímedes 
Líquido
desalojado
Empuje
Figura 3. Arquímedes 
Figura 6. Principio de pascalFigura 4. Principio de Arquímedes
Figura 5. Pascal 
Objetivos de aprendizaje
Analizar los principios de Pascal y Arquímedes en términos de las propiedades de los líquidos.
Arquímedes 287 – 212 a.C Pascal 1623- 1662
3
Figura 7.Recursos para la actividad experimental
Figura 8. Corte de pitillos Figura 9. Sellar los dos pi-
tillos 
Figura 10. Pegar las punti-
llas a los dos pitillos 
Actividad experimental 
Principio de Arquímedes y de Pascal
Para el desarrollo de esta actividad se requieren 
de los siguientes elementos:
• Un pitillo
• Silicona
• Dos puntillas de 2 pulgadas
• Una botella con agua y tapa
• Encendedor (Para ser utilizado en presencia del 
 docente o un adulto responsable)
1. Toma el pitillo y parte dos trozos de 4 cm 
 aproximadamente.
2. Luego con el encendedor sella cada extremo 
 de los pitillos como indica la figura 8.
Procedimiento 
3. Posteriormente, calentando la silicona (en presencia del docente y con precaución) ubica las puntillas en 
 el lado que no fue sellado, como lo indica la figura 10. 
Figura 11. Procedimeinto 1 Figura 12. Procedimiento 2 Figura 13. Procedimiento 3 Figura 14. Procedimiento 4
4
Figura 15. Botella con pitillos en su interior Figura 16. Botella con pitillos 
en su interior
Figura 17. Presión en botella 
plástica
4. Ahora deposita los pitillos dentro de la botella, 
 y tápala nuevamente.
5. Presiona la botella con tú mano (Figura 17).
Observa y registra lo que sucede:
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1. ¿Cómo se relaciona el experimento con el principio de Pascal y Arquímedes?
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2. ¿Qué pasaría si no se pegarán las puntillas a los pitillos?
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3. ¿Por qué al apretar la botella, los submarinos descienden?
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4. ¿Qué sucedería si no se tapa la botella?
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Figura 18. Jeringas de dife-
rentes tamaños y manguera 
flexible.
Figura 19. Icopor
 Figura 20. Vaso con agua y aceite 
Lee con atención la explicación del experimento sobre los principios de Arquímedes y Pascal.
Principio de Arquímedes Principio de Pascal 
Antes de presionar la botella, el pitillo flota 
debido a que su peso queda contrarrestado 
por la fuerza de empuje ejercida por el agua. 
Al presionar la botella se disminuye el volumen 
del aire, lleva consigo una reducción de la fuerza de 
empuje ejercida por el agua, y este se hunde. Esto 
se explica: Todo cuerpo parcial o totalmente 
sumergido en un fluido experimenta un empuje 
vertical ascendente que es igual al peso del 
fluido desalojado.
Al presionar la botella se puede observar como 
disminuye el volumen del aire contenido en el 
interior del pitillo. Al dejar de presionar, el aire 
recupera su volumen original. Esto es consecuencia 
del principio de Pascal: un aumento de presión 
en un punto cualquiera de un fluido encerrado 
se transmite a todos los puntos del mismo.
Actividad experimental
Para el desarrollo de esta actividad se requiere 
de los siguientes elementos:
• 2 jeringas (de diferente grosor de 20 cc, 10 cc, 5 cc 
 y 3 cc)
• Una manguera delgada (12 cm) que se acople 
 a la punta de las jeringas
• Tres bases de icopor
• Silicona o pegante para tubería
• Agua y aceite
Actividad 2
Maquinas hidráulicas 
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Procedimiento:
Paso 1
Realiza el montaje con las bases de icopor como 
lo indica la figura 21, utilizando la silicona o el 
pegante para unir las partes. 
1. Une las jeringas con la manguera plástica como lo indica la figura 22, y posteriormente llena 
de agua el tramo de manguera que las une; coloca los émbolos y ubica las jeringas en el montaje 
realizado con las bases de icopor (Figura 23).
2. Realiza presión en uno de los émbolos y registra lo observado. 
3. Varía el tamaño de las jeringas y describe lo que observas. 
Figura 21. Montaje del experimento
Figura 22. Montaje del experimento con las jeringas Figura 23. Montaje experimental de una prensa hidráulica. 
Responde:
¿Cuál de las dos jeringas fue más fácil presionar?
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4. Cambia el líquido en el interior de la manguera. 
5. Retira el aceite del interior de la manguera y ahora realiza presión en uno de los émbolos. 
Responde:
¿Qué sucedió cuando cambiaste el líquido?
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Responde:
¿Qué ocurre al utilizar un fluido como el aire?
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El funcionamiento de una prensa hidráulica
El fluido que se utiliza en las prensas hidráulicas 
debe ser incompresible, es decir que no se puede 
comprimir. La mayoría de las prensas hidráulicas 
utiliza aceite para transmitir la presión. 
Las prensas hidráulicas industriales utilizan aceite en 
vez de agua, gracias a las propiedades de esta 
sustancia: el aceite es más viscoso y denso, por 
lo que es más difícil comprimir, además tiene 
una habilidad de lubricación a medida que se va 
generando presión entre los émbolos. Debido a 
que el líquido está encerrado, la presión se transmite 
igual de pistón a pistón. 
Deseamos levantar un auto de 500 kilogramos, 
utilizando una maquina hidráulica, con las si-
guientes consideraciones:
El plato grande de la maquina tiene un área cir-
cular de 3 m de radio y el plato pequeño de 1 m 
de radio, debemos calcular que fuerza se debe 
ejercer sobre el émbolo pequeño. 
La expresión matemática es
F1=F2∙
Determinemos el área 1 (del émbolo pequeño)
A=πr2
realizando la operación y multiplicando por π,aproximandolo a 3.14 
A1=π∙(1 m)2=3,14 m2
A2=π∙(3 m)2=28,26 m2
realizando la operación y multiplicando por π,aproximandolo a 3.14 
Tenemos el peso de la carga que se va ubicar en el embolo dos, entonces determinemos la 
fuerza: masa por gravedad.
F2=m∙g=500 Kg ∙9,8 m⁄s2=4900 N la fuerza se expresa en Newton.
Figura 24. Prensa hidráulica. 
Figura 25. Principio de pascal para levantar un objeto
F1
F2
Fluido hidráulico
presurizado
La fuerza aumenta con Hidráulica
F2 = F1 . (A2/A1)
F1 F2
Analogía mecánica
Pistón área A2
Pistón área A1
F1
A1 A2
El principio de Pascal es la base de los sistemas de accionamiento hidráulico. Como se observa en la 
figura 24, la presión en el sistema es la misma, la fuerza que el fluido da a los alrededores es por lo 
tanto igual a la presión x del área. De tal manera, un pequeño pistón siente una pequeña fuerza y un 
gran pistón sienteuna gran fuerza; no obstante, la presión es constante.
A1
A2
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Ahora reemplazamos en la ecuación F1=F2∙
F1=4.900 N∙
Compara las dos fuerzas:
1. ¿Cuántas veces disminuyó o aumentó la fuerza en el émbolo uno?
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2. ¿En cuánto se modificaría la fuerza que se le aplica a la palanca si el émbolo dos aumenta su área 
 al doble?
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3. Si el émbolo 1 se desplaza verticalmente 1 metro ¿el émbolo 2 también se desplaza 1 metro? Explica:
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4. ¿Por qué es importante este principio para la industria?
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A1
3,14 m2
A2
28,26 m2
= 544,44 N
11
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Figura 26. Gato hidráulico 
Figura 28. Gato hidráulico 3
Figura 30. Gato hidráulico 5
Figura 27. Gato hidráulico 2
Figura 29. Gato hidráulico 4
Figura 31. Gato hidráulico 5
Reúnete con dos compañeros y expliquen el funcionamiento de un gato hidráulico partiendo de la 
observación de secuencias de las imágenes (figura 26 a la 31).
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1. ¿Por qué se utiliza aceite en el funcionamiento de una prensa hidráulica?
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Figura 32. Elementos para el procedimiento del densímetro
Actividad experimental
Para el desarrollo de esta actividad se requiere de los siguientes elementos:
• 3 botellas plásticas 
• Un pitillo
• Una cucharada de arena 
• 4 cucharadas de sal
• Silicona
Actividad 3
Construyendo el densímetro
• Encendedor
• Marcador
• Agua
• Alcohol
Procedimiento:
1. Para iniciar el experimento toma un pitillo y 
llénalo con arena, posteriormente sella los dos 
extremos con la silicona (este será la representación 
del densímetro).
Figura 33. Procedimiento
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Observa y registra lo que sucede en el desarrollo de la actividad experimental.
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Figura 32. Elementos para el procedimiento del densímetro
2. Introduce en la botella con agua el densímetro. Traza con el marcador el nivel del densímetro 
en la botella. Figura 35. 
4. Introduce en la botella el densímetro. Traza con el marcador el nivel del densímetro en la botella 
# 2 (Figura 39).
5. Toma la tercera botella y llénala de alcohol con la misma medida de las dos anteriores, e introduce 
en ella el densímetro. Traza con el marcador el nivel del densímetro en la botella.
3. Vierte en la segunda botella las cuatro cucharadas de sal, y agita la botella.
Figura 34. Procedimiento 1 
Figura 38. Botella # 2 con sal
Figura 36. Verter sal en la botella # 2
Figura 35. Procedimiento 2
Figura 39. Marcar el nivel del densimetro en la botella con sal
Figura 37. Agitar la botella
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Responde:
1. ¿A qué se debe la diferencia en la medida de las tres botellas? 
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2. ¿Qué utilidad podría tener este instrumento? 
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3. ¿Qué principio explica el funcionamiento de densímetro? Justifica tú respuesta: 
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Procedimiento paso 6.
Mide la altura de cada botella con respecto a la base, y registra los datos en la tabla 1.
Tabla 1. Registro experimental del densímetro
Sustancia Altura
Botella 1 con agua 
Botella 2 con sal
Botella 3 con alcohol
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Densímetro
Es un instrumento que sirve para determinar la 
densidad relativa de los líquidos sin necesidad 
de calcular previamente su masa y volumen. 
Normalmente está hecho de vidrio y consiste en 
un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo, 
para que pueda flotar en posición vertical.
El principio que se aplica en el densímetro es el 
principio de Arquímides que dice: “todo cuerpo 
sumergido en un fluido experimenta un empuje 
verticalhacia arriba igual al peso del fluido desalojado”
Figura 40. Densímetro
Cuando introducimos el densímetro o el pitillo en el agua, como en el caso de la actividad experimental, 
actúan sobre él dos fuerzas, su peso hacia abajo y el empuje del líquido hacia arriba. De esta 
interacción entre fuerzas depende que un cuerpo flote o se hunda. El peso del pitillo siempre será el 
mismo pero el empuje no. Esto se puede evidenciar cuando se hacen comparaciones con diferentes 
líquidos, si éste es más denso que el agua hace que el empuje sea mayor y veremos la marca por 
encima de su superficie (agua salada), por el contrario si es menos denso, el empuje es menor y veremos 
la marca por debajo de la superficie (alcohol).
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Sobre la hidrostática, plantea que “todo cuerpo 
sumergido en un fluido experimenta un empuje 
de abajo hacia arriba igual al peso del fluido 
desalojado”
Establece que la presión que ejerce un fluido que 
está en equilibrio y que no puede comprimirse, 
alojado en un envase cuyas paredes no se 
deforman, se transmite con idéntica intensidad 
en todos los puntos de dicho fluido y hacia 
cualquier dirección. cumpliéndose que pesión es 
A= presión en B
Líquido
desalojado
Empuje
Pistón grande
Fuerza (mayor)
Distancia recorrida
Pistón pequeño
Líquido incomprensible
Fuerza (mayor)
Distancia recorrida
Principio de Arquímedes Principio de Pascal 
Figura 41. Funcionamiento de una maquina hidráulica. 
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Consulta dos aplicaciones del principio de Pascal y el de Arquímedes. Ilústralas con su correspon-
diente explicación.
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Consulta y responde: 
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Lista de figuras
Figura 1. Sistema interno de un gato hidráulico 
Figura 2. Gato hidráulico. 
Nerijp. (2008, Septiembre 15). Hydraulic Jack. [Fotografía]. Obtenido de: http://upload.wikimedia.
 org/wikipedia/commons/0/03/Cric-hydraulique.jpg 
Figura 3. Arquímedes. 
Soerfm. (1619, Diciembre 31). Archimedes Thoughtful by Fetti. [Pintura]. Obtenido de: http://en.wiki
 pedia.org/wiki/Archimedes#mediaviewer/File:Domenico-Fetti_Archimedes_1620.jpg 
 
Figura 4. Principio de Arquímedes. 
Figura 5. Pascal.
Janmad. (2010, Diciembre 1). Blaise Pascal Versailles. [Pintura]. Obtenido de: http://es.wikipedia.org/
 wiki/Archivo:Blaise_Pascal_Versailles.JPG 
Figura 6. Principio de Pascal
Figura 7. Recursos para la actividad experimental
Figura 8. Corte de pitillos
Figura 9. Sellar los dos pitillos 
Figura 10. Pegar las puntillas a los dos pitillos 
Figura 11. Procedimeinto 1
Figura 12. Procedimiento 2
Figura 13. Procedimiento 3
Figura 14. Procedimiento 4
Figura 15. Botella con pitillos en su interior
Figura 16. Botella con pitillos en su interior
Figura 17. Presión en botella plástica
Figura 18. Jeringas de diferentes tamañas y manguera flexible
Figura 19. Icopor
Figura 20. Vaso con agua y aceite
Figura 21. Montaje del experimento. 
Figura 22. Montaje del experimento con las jeringas 
20
Figura 23. Montaje experimental de una prensa hidráulica. 
Figura 24. Prensa hidráulica. 
Figura 25. Principio de Pascal para levantar un objeto
Figura 26. Gato hidráulico 
Figura 27. Gato hidráulico 2
Figura 28. Gato hidráulico 3
Figura 29. Gato hidráulico 4
Figura 30. Gato hidráulico 5
Figura 31. Gato hidráulico 5
Figura 32. Elementos para el procedimiento del densímetro
Figura 33. Procedimiento
Figura 34. Procedimiento 1
Figura 35. Procedimiento 2
Figura 36. Verter sal en la botella # 2
Figura 37. Agitar la botella
Figura 38. Botella # 2 con sal
Figura 39. Marcar el nivel del densimetro en la botella con sal
Figura 40. Densímetro. Hakonen. 
(2004, Julio 6). Hydrometer [Fotografía]. Obtenido de: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hy
 drometer.jpg 
Figura 41. Funcionamiento de una maquina hidráulica. 
Desarrollo ubicar los nombres de las partes de tamaño mayor.
Referencias bibliográficas
Recursos TIC. (2010) Presión atmosférica. Recuperado de:http://recursostic.educacion.es/secunda-
ria/edad/1esobiologia/1quincena5/paginas/presionatm.swf
Valderrama, C. A. (2013). Scielo. Recuperado el 7 de Noviembre de 2014, de Información tecnológica: 
http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-07642013000400014&script=sci_arttext