Fórmulas para calcular la presión.

Respuesta de
a
Usuario
Necesito saber como puedo calcular la fuerza que ejerce un émbolo sobre una superficie y convertirla en Kg/cm2, o las tablas para conversión.
Experto
Este tipo de cálculos son muy fáciles salvo una cuestión: las unidades. Intentaré ponerlo de la forma más fácil posible.

La presión es una medida de cuánta fuerza se ejerce sobre CADA unidad de superficie. Así, el peso de 10Kg sobre 2 m2(metros cuadrados) de superficie ejerce 10/2 = 5Kg/m2 de presión.

Si los datos que tienes son la presión de aire y el diámetro del émbolo, el cálculo se realiza así:

1. Calcula la SUPERFICIE del émbolo. En uno cilíndrico es ES = pi * r^2 (superficie igual a pi multiplicado por el radio al cuadrado), donde r (radio) es la mitad del diámetro.

ej. para un diámetro de 50mm = 5cm (mejor usar centímetros, para luego tener centímetros cuadrados) será r = 5/2 = 2.5cm
y por tanto S = pi * 2.5^2 = 3.14 * 6.25 = 19.625cm2 (centímetros cuadrados) (nota: el punto es decimal, no es separador de miles)

2. Asegúrate de que la fuerza y la superficie están en las unidades que te interesan (si quieres la fuerza en kilos te interesa la presión en bares y la superficie en cm2).

3. Multiplica presión por superficie, y obtendrás la fuerza que el aire a presión ejerce sobre la superficie del émbolo.
6 bares = 6Kg/cm2
F = 6Kg/cm2 * 19.625cm2 = 118 Kg de fuerza

Para que los cambios de unidades te sean fáciles te pongo aquí una pequeña tabla de equivalencias:

LONGITUD:
1m = 100cm
1cm = 10mm

SUPERFICIE:
1 m2 = 10 000 cm2
1cm2 = 100 mm2

FUERZA:
1Kp = 1 Kg
1Kg = 9.8N (Newton)
1N = 0.102Kg

PRESIÓN:
1 atmósfera = (aprox) 1 bar = 1Kg/cm2
1Kg/cm2 = 10 000 Kg/m2
1N/m2 = 0.102 Kg/m2
1N/m2 = 1020 Kg/cm2

Espero que estos datos te resulten útiles. Presta mucha atención a las unidades o podrías cometer errores graves. Suerte con tu máquina.
Usuario
Quiero construir un aparato neumático.
Con una presión de aire de 6 bares aplicada a un cilindro neumático de 50mm.de diámetro quería saber el resultado que obtendría y como se podía medir.
Como de física voy un poco justo les pedía me facilitaran como realizar los cálculos y las fórmulas para realizarlos y a ser posible las equivalencias en los distintos sistemas.
Experto
Tu pregunta es algo confusa, creo entender que preguntas cómo la fuerza ejercida sobre un émbolo se traduce en presión sobre el fluido al otro lado del émbolo.

En tal caso, si quieres el resultado en Kp/cm2 (kilopondios/cm2, que no kilogramos/cm2, puesto que hablamos de fuerza y no de masa), solo tienes que pasar a Kp (kilopondios) la fuerza ejercida sobre el émbolo según la relación
. 9.8N = 1Kp
Y dividir dicha fuerza por la superficie del émbolo, expresada en cm2. Así obtienes la presión (fuerza por cada unidad de superfi5/9cie) ejercida sobre el fluido.

Por ejemplo, si ejerces una fuerza de 15N sobre un émbolo de 3cm2 de superficie, tendrás

15N = 15/9 Kp = 1.7Kp (fuerza sobre el émbolo)

P = 1.7 Kp / 3cm2
P = 0.56 Kp/cm2

Espero que esto solucione tu problema.