የፓስካል መርህ [በቀላሉ ተብራርቷል]

ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ እና የሂሳብ ሊቅ ብሌዝ ፓስካል (1623-1662) ፣ በ ፕሮባቢሊቲ ቲዎሪ ፣ በሂሳብ እና በተፈጥሮ ታሪክ ውስጥ የተለያዩ አስተዋጽኦዎችን አበርክቷል ፡፡ በጣም የሚታወቀው በፈሳሾች ባህሪ ላይ የፓስካል መርህ ነው ፡፡

የፓስካል ፖስታ እሱ በጣም ቀላል ፣ ለመረዳት ቀላል እና በጣም ጠቃሚ ነው። በሙከራዎች አማካኝነት ፓስካል በፈሳሾች ውስጥ ያለው ግፊት ፣ በእረፍት ሁኔታ ውስጥ ፣ በሁሉም የድምፅ መጠን እና በሁሉም አቅጣጫዎች በአንድነት ይተላለፋል ፡፡

የፓስካል መግለጫ ፣ በፈሳሾች ጥናት ላይ በመመርኮዝ እንደ ማተሚያዎች ፣ እንደ ሊፍት ፣ እንደ መኪና ብሬክ እና ሌሎችም ያሉ የተለያዩ የሃይድሮሊክ መሣሪያዎችን ዲዛይን ለማዘጋጀት ያገለግላል ፡፡

የፓስካልን መርህ ለመረዳት መሰረታዊ ፅንሰ ሀሳቦች

ጫና

ግፊቱ በአንድ ዩኒት አካባቢ የተተገበረው ኃይል ጥምርታ ነው ፡፡ እንደ ፓስካል ፣ አሞሌ ፣ ከባቢ አየር ፣ በኪሎግራም በካሬ ሴንቲ ሜትር ፣ ፒሲ (በእያንዳንዱ ካሬ ኢንች በአንድ ፓውንድ) እና በሌሎች መካከል ይለካል ፡፡ [1]

ግፊቱ ከተተገበው ገጽ ወይም አካባቢ ጋር በተቃራኒው የተመጣጠነ ነው አካባቢው ይበልጣል ፣ ግፊቱ አነስተኛ ይሆናል ፣ አካባቢው ይቀንሳል ፣ ግፊቱ ይበልጣል ፡፡ ለምሳሌ ፣ በስዕል 2 ላይ ጫፉ በጣም ትንሽ አካባቢ ባለው ጥፍር ላይ የ 10 N ኃይል ይጫናል ፣ ተመሳሳይ የ 10 N ኃይል ደግሞ በምስማር ጫፉ የበለጠ ሰፊ ቦታ ባለው መጥረቢያ ላይ ይተገበራል ፡ ምስማር በጣም ትንሽ ጫፍ ስላለው ሁሉም ኃይሉ በእሱ ጫፉ ላይ ይተገበራል ፣ በእሱ ላይ ከፍተኛ ጫና ያሳርፋል ፣ በጫጩቱ ውስጥ ግን ትልቁ አካባቢ ሀይል የበለጠ እንዲሰራጭ ያስችለዋል ፣ አነስተኛ ግፊት ይፈጥራል ፡፡

ይህ ውጤት በአሸዋ ወይም በረዶ ውስጥም ሊታይ ይችላል ፡፡ አንዲት ሴት የስፖርት ጫማ ወይም በጣም ትንሽ ተረከዝ ጫማ ከለበሰች ፣ በጣም ጥሩ ባለ እግር ተረከዝ ጫማ ክብደቱ ሁሉ በጣም ትንሽ በሆነ አካባቢ (ተረከዙ) ላይ ስለሚከማች የበለጠ ይሰምጣል ፡፡

የሃይድሮስታቲክ ግፊት

ፈሳሹን በያዘው በእያንዳንዱ የእቃ መጫኛ ግድግዳዎች ላይ በእረፍት ላይ ፈሳሽ የሚወጣው ግፊት ነው ፡፡ ይህ የሆነበት ምክንያት ፈሳሹ የመያዣውን ቅርፅ ስለሚይዝ እና ይህ በእረፍት ላይ ስለሆነ ፣ በዚህ ምክንያት በእያንዳንዱ ግድግዳ ላይ አንድ ወጥ የሆነ ኃይል ይሠራል ፡፡

ፈሳሾች

ጉዳይ በጠጣር ፣ በፈሳሽ ፣ በጋዝ ወይም በፕላዝማ ሁኔታ ውስጥ ሊሆን ይችላል ፡፡ በጠጣር ሁኔታ ውስጥ ያለው ጉዳይ ትክክለኛ ቅርፅ እና መጠን አለው ፡፡ ፈሳሾች በውስጣቸው የያዘውን የእቃ መያዢያ ቅርፅ በመያዝ የተወሰነ መጠን ግን ትክክለኛ ቅርፅ የላቸውም ፣ ጋዞች ግን የተወሰነ መጠን እና ትክክለኛ ቅርፅ የላቸውም ፡፡

ፈሳሾች እና ጋዞች “ፈሳሾች” ተብለው ይወሰዳሉ ፣ ምክንያቱም በእነዚህ ውስጥ ሞለኪውሎቹ በውስጣቸው ባለው ዕቃ ውስጥ ስለሚንቀሳቀሱ የሚፈልጓቸውን ተጨባጭ ኃይሎች በሚገጥሟቸው ጊዜ ደካማ በሆኑ የመተባበር ኃይሎች አብረው ይያዛሉ ፡፡ ፈሳሾች በቋሚ እንቅስቃሴ ውስጥ ያሉ ስርዓቶች ናቸው።

ጠጣሪዎች በእሱ ላይ የሚሠራውን ኃይል ያስተላልፋሉ ፣ በፈሳሽ እና በጋዞች ግፊት ውስጥ ይተላለፋሉ።

የፓስካል መርሕ

ፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ እና የሒሳብ ሊቅ ብሌዝ ፓስካል በፕሮባብ ቲዎሪ ፣ በሂሳብ እና በተፈጥሮ ታሪክ ውስጥ የተለያዩ አስተዋፅዖ አበርክተዋል ፡፡ በጣም የታወቀው በፈሳሽ ባህሪዎች ላይ ስሙን የሚጠራው መርህ ነው ፡፡ [2]

የፓስካል መርህ መግለጫ

የፓስካል መርህ በተዘጋ እና በማያስቸግር ፈሳሽ ውስጥ በማንኛውም ቦታ የሚደረገው ግፊት በሁሉም ፈሳሹ ውስጥ በሁሉም አቅጣጫዎች በእኩል እንደሚተላለፍ ይናገራል ፣ ማለትም ፣ በመላው ፈሳሽ ውስጥ ያለው ግፊት የማያቋርጥ ነው ፡፡ [3]

የፓስካል መርህ ምሳሌ በምስል 3 ላይ ሊታይ ይችላል ፡፡ ቀዳዳዎች በእቃ መያዥያ ውስጥ ተሠርተው በቡሽዎች ተሸፍነው ከዚያ በኋላ በውኃ (ፈሳሽ) ተሞልተው ክዳኑ ተተክሏል ፡፡ በመያዣው ክዳን ላይ አንድ ኃይል ሲተገበር በሁሉም አቅጣጫዎች እኩል በሆነ ውሃ ውስጥ ግፊት ይቀርባል ፣ ይህም በቀዳዳዎቹ ውስጥ የነበሩትን ቡሽዎች በሙሉ እንዲወጡ ያደርጋቸዋል ፡፡

በጣም ከሚታወቁ ሙከራዎቹ አንዱ የፓስካል መርፌ ነበር ፡፡ መርፌው በፈሳሽ ተሞልቶ ከቱቦዎች ጋር ተገናኝቶ በመርፌ መወንጨፊያ ላይ ግፊት ሲደረግ ፈሳሹ በእያንዳንዱ ቱቦዎች ውስጥ ወደ ተመሳሳይ ቁመት ከፍ ብሏል ፡፡ ስለዚህ በእረፍት ላይ ያለ ፈሳሽ ግፊት መጨመር በድምፅ እና በሁሉም አቅጣጫዎች አንድ በሆነ መልኩ የሚተላለፍ መሆኑ ተገኘ ፡፡ [4]

የመተላለፊያ መርሆዎች ማመልከቻዎች

የ የፓስካል መርህ እንደ ሃይድሮሊክ ማተሚያዎች ፣ አውጣዎች ፣ ብሬክ እና መሰኪያዎች ባሉ በርካታ የሃይድሮሊክ መሣሪያዎች ውስጥ በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ሊታዩ ይችላሉ ፡፡

የሃይድሮሊክ ማተሚያ

የሃይድሮሊክ ማተሚያ ኃይሎችን ለማጉላት የሚያስችል መሣሪያ ነው ፡፡ የአሠራር መርህ በፓስካል መርህ ላይ በመመርኮዝ በፕሬስ ፣ በአሳንሳሮች ፣ በብሬክስ እና በተለያዩ የተለያዩ የሃይድሮሊክ መሣሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ፡፡

በዘይት (ወይም በሌላ ፈሳሽ) ተሞልቶ እርስ በእርስ የተገናኘ ሁለት የተለያዩ ሲሊንደሮችን ያቀፈ ነው ፡፡ እንዲሁም ከሲሊንደሮች ጋር የሚገጣጠሙ ሁለት መጭመቂያዎች ወይም ፒስተኖች አሉ ፣ ስለሆነም ከፈሳሹ ጋር ይገናኛሉ ፡፡ [5]

የሃይድሮሊክ ማተሚያ ምሳሌ በምስል 4 ላይ ይገኛል ፡፡ በአነስተኛ አካባቢ A1 ፒስተን ላይ አንድ ኃይል F1 ሲተገበር ወዲያውኑ በሲሊንደሮች ውስጥ በሚተላለፍ ፈሳሽ ውስጥ ግፊት ይፈጠራል ፡፡ በትልቅ አካባቢ A2 ውስጥ ባለው ፒስተን ውስጥ አንድ ኃይል F2 ከተተገበረው እጅግ የላቀ ነው ፣ ይህም በአከባቢዎች A2 / A1 ግንኙነቶች ላይ የተመሠረተ ነው ፡፡

መልመጃ 1. መኪና ለማንሳት የሃይድሮሊክ መሰኪያ መገንባት ይፈልጋሉ ፡፡ የ 100 N ኃይልን በመተግበር በትልቁ ፒስተን ላይ 2500 ኪሎ ግራም መኪና ማንሳት እንዲችል የሃይድሮሊክ ራም ፒስተን ዲያሜትሮች ምን ዓይነት ግንኙነት ሊኖራቸው ይገባል? ቁጥር 5 ን ይመልከቱ ፡፡

መፍትሄ

በሃይድሮሊክ መሰንጠቂያዎች ውስጥ የፓስካል መርሕ ተፈፃሚ ነው ፣ እዚያም በሃይድሮሊክ መሰኪያ ውስጥ ያለው የነዳጅ ግፊት ተመሳሳይ ነው ፣ ግን ፒስተኖች የተለያዩ አካባቢዎች ሲኖራቸው ኃይሎቹ “ይባዛሉ” ፡፡ የሃይድሮሊክ መሰኪያ ፒስተን አካባቢ ጥምርታ ለመወሰን-

• ለማንሳት ከሚፈልጉት የመኪና ብዛት 2.500 ኪግ አንጻር የኒውተንን ሁለተኛ ህግ በመጠቀም የመኪናውን ክብደት መወሰን ይችላሉ ፡፡ [6]

ጽሑፉን እንዲያዩ እንጋብዝዎታለን የኒውተን ህጎች “በቀላሉ ለመረዳት”

• የፓስካል መርህ በፒስተን ውስጥ ያሉትን ግፊቶች እኩል በማድረግ ይተገበራል ፡፡
• የዘራፊዎች አካባቢ ግንኙነት ተጣርቶ እሴቶቹ ተተክተዋል ፡፡ ቁጥር 6 ን ይመልከቱ ፡፡

የፒስተን አከባቢዎች የ 24,52 ጥምርታ ሊኖራቸው ይገባል ፣ ለምሳሌ ፣ 3 ሴ.ሜ ራዲየስ ያለው ትንሽ ፒስተን ካለዎት (A አካባቢ)₁= 28,27 ሴ.ሜ.²) ፣ ትልቁ መቅዘፊያ 14,8 ሴ.ሜ የሆነ ራዲየስ ሊኖረው ይገባል (አካባቢ ሀ₂= 693,18 ሴ.ሜ.²).

የሃይድሊክ ሊፍት

ሃይድሮሊክ ማንሻ ከባድ ነገሮችን ለማንሳት የሚያገለግል ሜካኒካል መሳሪያ ነው ፡፡ ከተሽከርካሪ በታች የጥገና ሥራዎችን ለማከናወን የሃይድሮሊክ ማንሻዎች በብዙ የመኪና ሱቆች ውስጥ ያገለግላሉ ፡፡

የሃይድሮሊክ ማንሻዎች ሥራ በፓስካል መርህ ላይ የተመሠረተ ነው ፡፡ ሊፍተሮች በአጠቃላይ ግፊት ወደ ፒስተን ለማስተላለፍ ዘይት ይጠቀማሉ ፡፡ ኤሌክትሪክ ሞተር አነስተኛውን ቦታ ባለው ፒስተን ላይ ጫና የሚፈጥር የሃይድሮሊክ ፓምፕ ይሠራል ፡፡ ለመጠገን ተሽከርካሪዎችን ማንሳት በመቻሉ ትልቁን ቦታ ባለው ፒስተን ውስጥ ኃይሉ “ተባዝቷል” ፡፡ ቁጥር 7 ን ይመልከቱ ፡፡

መልመጃ 2. አነስተኛውን ፒስተን ስፋት 28 ሴ.ሜ 2 በሆነ የሃይድሮሊክ ማንሻ ሊነሳ የሚችለውን ከፍተኛ ጭነት ያግኙ እና ትልቁ ፒስተን ደግሞ 1520 ሴ.ሜ 2 ሲሆን ሊተገበር የሚችል ከፍተኛው ኃይል 500 ኤን ነው ፡፡ ምስል 8.

መፍትሄ

የፓስካል መርህ በሃይድሮሊክ ማንሻዎች ውስጥ የተሟላ ስለሆነ በፒስተን ላይ ያሉት ግፊቶች እኩል ይሆናሉ ፣ ስለሆነም በትንሽ ፒስተን ላይ ሊተገበር የሚችል ከፍተኛውን ኃይል ያውቃል ፣ በትልቁ ፒስተን ላይ የሚሠራው ከፍተኛ ኃይል ይሰላል (F2) ፣ እንደ በስእል 9 ላይ ይታያል ፡፡

ሊነሳ የሚችለውን ከፍተኛ ክብደት (F2) በማወቁ የጅምላ መጠኑ የሚወሰነው የኒውተንን ሁለተኛ ህግን በመጠቀም ነው [6] ስለሆነም እስከ 2766,85 ኪግ የሚመዝኑ ተሽከርካሪዎች ሊነሱ ይችላሉ ፡፡ ከአማካይ የተሽከርካሪዎች ብዛት በስእል 10 ላይ ባለው ሰንጠረዥ መሠረት ቁጥር 8 ን ይመልከቱ / መነሳት በአማካይ 2.500 ኪ.ግ ክብደት ያላቸውን ጥቃቅን መኪናዎችን ብቻ ማንሳት ይችላል ፡፡

የሃይድሮሊክ ብሬክስ

ተሽከርካሪዎች ላይ ፍሬን ለማቀዝቀዝ ወይም ሙሉ በሙሉ ለማቆም ያገለግላሉ። በአጠቃላይ የሃይድሮሊክ ብሬክስ በስዕሉ ላይ እንደሚታየው ዓይነት ዘዴ አላቸው ፡፡ የፍሬን ፔዳልን መጨቆን ወደ ትንሽ አካባቢ ፒስተን የሚተላለፍ ኃይልን ይተገበራል ፡፡ የተተገበረው ኃይል በፍሬን ፈሳሽ ውስጥ ግፊት ይፈጥራል ፡፡ [7]

በፈሳሹ ውስጥ ግፊቱ እስከሚጨምርበት እስከ ሁለተኛው ፒስተን ድረስ ግፊት በሁሉም አቅጣጫዎች ይተላለፋል ፡፡ ፒስተን የተሽከርካሪ ጎማዎችን ለማቆም በዲስክ ወይም ከበሮ ይሠራል ፡፡

መደምደሚያዎች

የፓስካል መርህ በእረፍት ጊዜ ለማይወገዱ ፈሳሾች ግፊቱ በሞላ ፈሳሽ ውስጥ እንዳለ ይናገራል ፡፡ በተዘጋው ፈሳሽ ውስጥ በማንኛውም ቦታ የሚጫነው ግፊት በሁሉም አቅጣጫዎች እና አቅጣጫዎች በእኩል ይተላለፋል ፡፡

ከማመልከቻዎቹ መካከል የፓስካል መርህ በመሳሪያው ጠለፋዎች ውስጥ ባሉ አካባቢዎች ግንኙነት መሠረት እንደ ማተሚያዎች ፣ ሊፍተሮች ፣ ብሬክ እና ጃክ ያሉ በርካታ የሃይድሮሊክ መሣሪያዎች አሉ ፣ ኃይልን ማጉላት የሚያስችሉ መሣሪያዎች ፡፡

በእኛ ድር ጣቢያ ላይ መገምገምዎን አያቁሙ የ የኒውተን ሕግ, ቴርሞዳይናሚክ መርሆዎች, ያ የበርኖውል መርህ ከሌሎች መካከል በጣም አስደሳች ፡፡

REFERENCIAS

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]