Hidromecánica

Es el estudio del flujo de los líquidos y de cómo se pueden emplear en máquinas capaces de producir rendimiento mecánico. Esto es posible debido a la propiedad de los líquidos descrita por el principio de Pascal, que nos dice que la fuerza por unidad de superficie  (presión), aplicada a un líquido encerrado en un recipiente se transmite sin cambio a cada parte del mismo, cualquiera que sea la forma del recipiente.

La transmisión de fuerza a través de un líquido no compresible es una propiedad neurálgica en la aplicación de la hidromecánica a problemas de ingeniería, constituyendo su aplicación más simple la prensa hidráulica. En su forma básica, se compone de un cilindro estrecho, unido a otro de más diámetro por el flujo de un líquido. Los dos cilindros tienen pistones: el más grande soporta la carga y el más pequeño, el esfuerzo aplicado al sistema.

La aplicación de una fuerza al pistón más pequeño crea una presión en el líquido, que se transmite al pistón grande, que sostiene la carga. Como el cilindro mayor tiene una superficie más grande, se produce una fuerza proporcionalmente mayor, lográndose así un rendimiento mecánico. En cambio, el movimiento del pistón de carga es correspondientemente menor.

En teoría, el rendimiento mecánico es igual a la superficie del pistón grande dividida por la del pequeño, pero en la práctica, la fuerza friccional reduce ligeramente la potencia elevadora. La prensa hidráulica, de suyo simple, puede ser modificada para efectuar toda una serie de tareas, desde el levantamiento de grandes pesos con poco esfuerzo, hasta las máquinas de comprimir y moldeadoras.

La aplicación más corriente del principio de Pascal está en los sistemas de freno de los automóviles. Al apretar el pedal del freno, de un depósito sale a presión un líquido que por medio de unos tubos transmite esa presión a las cuatro ruedas. Junto a cada una de ellas hay cilindros con pistones conectados a las zapatas (en los frenos de tambor) o a los frotadores (en los de disco). Los pistones salen con fuerza, obligando a que las zapatas o frotadores establezcan contacto con los tambores o discos giratorios y la fricción producida reduce la marcha del vehículo.

Un gato para automóviles emplea la fuerza hidráulica para multiplicar la fuerza aplicada hasta hacerla suficiente para alzar el vehículo. Una vez colocado el gato debidamente, se mueve la palanca repetidamente hacia arriba y abajo, lo que obliga a pasar a un líquido (normalmente aceite) desde un pequeño depósito cilíndrico a otro mayor a través de una válvula de  retención.

En un extremo de este segundo cilindro hay un gran pistón que, debido a su gran superficie, multiplica la fuerza que se  ha transmitido a través del líquido. El pistón está en conexión a su vez con el brazo elevador, que gradualmente levanta el coche conforme aumenta la presión dentro del pistón.