La Principo de Paskalo [facile klarigebla]
La franca fizikisto kaj matematikisto Blaise Pascal (1623-1662), faris diversajn kontribuojn en teorio de probabloj, matematiko kaj natura historio. La plej konata estas la principo de Paskalo, pri la konduto de fluidoj.
La postulato de Paskalo ĝi estas sufiĉe simpla, facile komprenebla kaj tre utila. Per eksperimentoj, Paskalo trovas, ke la premo en likvaĵoj, en ripozo, estas transdonata unuforme tra la volumo kaj en ĉiuj direktoj.
La deklaro de Paskalo, Surbaze de la studo de fluidoj, ĝi estas uzata por la projektado de plej diversaj hidraŭlikaj ekipaĵoj kiel gazetaroj, liftoj, aŭtobremsoj, inter aliaj.
Bazaj Konceptoj por kompreni la Principon de Paskalo
Premo
La premo estas la rilatumo de la aplikata forto per unuo de areo. Ĝi mezuras en unuoj kiel Paskalo, stango, atmosfero, kilogramoj po kvadrata centimetro, psio (funto po kvadrata colo), inter aliaj. [1]
La premo estas inverse proporcia al la aplikita surfaco aŭ areo: ju pli granda estas la areo, des malpli da premo, des malpli la areo, des pli granda estas la premo. Ekzemple, en Figuro 2 forto de 10 N estas praktikata sur najlo kies pinto havas tre malgrandan areon, dum la sama forto de 10 N estas aplikata al ĉizilo kies pinto havas pli grandan areon ol la ungopinto. Ĉar la najlo havas tre malgrandan pinton, la tuta forto estas aplikita al sia pinto, penante ĝin, dum en la ĉizilo, la pli granda areo permesas distribui la forton pli, generante malpli da premo.
Ĉi tiu efiko ankaŭ videblas en sablo aŭ neĝo. Se virino portas sportan ŝuon aŭ tre malgrandan kalkanan ŝuon, kun tre fajna piedfingra kalkanuma ŝuo ĝi emas pli sinki ĉar ĝia tuta pezo koncentriĝas en tre malgranda areo (la kalkano).
Hidrostatika premo
Ĝi estas la premo farita de ripozo de fluido sur ĉiu el la muroj de la ujo, kiu enhavas la fluidaĵon. Ĉi tio estas ĉar la likvaĵo prenas la formon de la ujo kaj ĉi tio ripozas, sekve okazas, ke unuforma forto agas sur ĉiu el la muroj.
Fluidaĵoj
Afero povas esti en solida, likva, gasa aŭ plasma stato. Afero en solida stato havas difinitajn formon kaj volumon. Likvaĵoj havas difinitan volumon, sed ne difinitan formon, adoptante la formon de la ujo, kiu enhavas ilin, dum gasoj havas nek difinitan volumon, nek difinitan formon.
Likvaĵoj kaj gasoj estas konsiderataj "fluidoj", ĉar, en ĉi tiuj, la molekuloj estas tenataj kune per malfortaj koheraj fortoj, kiam ili estas submetitaj al tanĝantaj fortoj, ili emas flui, moviĝante en la ujo, kiu enhavas ilin. Fluidoj estas sistemoj en konstanta moviĝo.
Solidoj transdonas la forton, kiu estas praktikata sur ĝin, dum en likvaĵoj kaj gasoj, premo transdoniĝas.
PRINCIPO DE PASKALO
La franca fizikisto kaj matematikisto Blaise Pascal faris diversajn kontribuojn en teorio de probabloj, matematiko kaj natura historio. La plej konata estas la principo, kiu portas sian nomon pri la konduto de fluidoj. [2]
Deklaro de Paskala Principo
Paskala principo asertas, ke la premo praktikata ie ajn en enfermita kaj nekunpremebla fluidaĵo estas transdonata egale en ĉiuj direktoj tra la fluidaĵo, tio estas, la premo tra la fluidaĵo estas konstanta. [3].
Ekzemplo de la principo de Paskalo videblas en Figuro 3. Truoj estis faritaj en ujo kaj kovritaj per korkoj, tiam plenigitaj per akvo (fluidaĵo) kaj kovrilo estis metita. Kiam forto estas aplikita al la kovrilo de la ujo, premo estas prezentita en la akvo, kiu estas egala en ĉiuj direktoj, igante ĉiujn korkojn, kiuj estis en la truoj, eliri.
Unu el liaj plej konataj eksperimentoj estis tiu de la injektilo de Paskalo. La injektilo estis plenigita per likvaĵo kaj konektita al tuboj, kiam premo estis farita sur la plonĝilo de la injektilo, la likvaĵo leviĝis ĝis la sama alteco en ĉiu el la tuboj. Tiel oni trovis, ke la pliigo de premo de ripozo de likvaĵo transdoniĝas unuforme tra la volumo kaj en ĉiuj direktoj. [4].
APLIKOJ DE LA PASKA PRINCIPO
La aplikoj de la La principo de Paskalo Ili videblas en ĉiutaga vivo en multnombraj hidraŭlikaj ekipaĵoj kiel hidraŭlikaj gazetaroj, ŝarĝiloj, bremsoj kaj fantoj.
Hidraŭlika gazetaro
La hidraŭlika gazetaro ĝi estas aparato, kiu permesas plifortigi fortojn. La funkcia principo, bazita sur la principo de Paskalo, estas uzata en gazetaroj, liftoj, bremsoj kaj en plej diversaj hidraŭlikaj aparatoj.
Ĝi konsistas el du cilindroj, de malsamaj areoj, plenigitaj de oleo (aŭ alia likvaĵo) kaj komunikitaj inter si. Ekzistas ankaŭ du plonĝiloj aŭ piŝtoj, kiuj konvenas en la cilindrojn, tiel ke ili estas en kontakto kun la likvaĵo. [5].
Ekzemplo de hidraŭlika gazetaro estas montrita en figuro 4. Kiam forto F1 estas aplikita al la piŝto de pli malgranda areo A1, premo estas kreita en la likvaĵo, kiu estas tuj transdonita ene de la cilindroj. En la piŝto kun pli granda areo A2 spertas forton F2, multe pli grandan ol tiu aplikata, kiu dependas de la rilatoj de la areoj A2 / A1.
Ekzerco 1. Por levi aŭton, vi volas konstrui hidraŭlikan kradon. Kian rilaton devas havi la diametroj de la hidraŭlikaj virŝafaj piŝtoj por ke per apliko de forto de 100 N ĝi povu levi 2500 kg-aŭton sur la pli grandan piŝton? Vidu figuron 5.
Solvo
En hidraŭlikaj fantoj plenumiĝas la principo de Paskalo, kie la olepremo ene de la hidraŭlika fanto estas la sama, sed la fortoj estas "multobligitaj" kiam la piŝtoj havas malsamajn areojn. Por determini la areoproporcion de la hidraŭlikaj fanto-piŝtoj:
- Donita la levota maso de la aŭto, 2.500 kg, la pezo de la aŭto estas determinita per la dua leĝo de Neŭtono. [6]
Ni invitas vin vidi la artikolon La leĝoj de Newton "facile kompreneblaj"
- La principo de Paskalo estas aplikata, egaligante la premojn en la piŝtoj.
- La areo-rilato de la plonĝantoj estas malplenigita kaj la valoroj anstataŭigitaj. Vidu figuron 6.
La areoj de la plonĝantoj devas havi rilaton de 24,52, ekzemple, se vi havas malgrandan plonĝanton kun radiuso de 3cm (areo A1= 28,27 cm2), la granda plonĝilo devas havi radiuson de 14,8 cm (areo A2= 693,18 cm2).
Hidraŭlika lifto
Hidraŭlika lifto estas mekanika aparato uzata por levi pezajn objektojn. Hidraŭlikaj liftoj estas uzataj en multaj aŭtomobiloj por fari sub-veturilajn riparojn.
La funkciado de hidraŭlikaj liftoj baziĝas sur la principo de Paskalo. Liftoj ĝenerale uzas oleon por transdoni premon al la piŝtoj. Elektra motoro aktivigas hidraŭlikan pumpilon, kiu premas la piŝton kun la plej malgranda areo. En la piŝto kun la plej granda areo, la forto estas "multobligita", povante levi la riparajn veturilojn. Vidu figuron 7.
Ekzerco 2. Trovu la maksimuman ŝarĝon leveblan per hidraŭlika lifto kies areo de la plej malgranda piŝto estas 28 cm2, kaj tiu de la plej granda piŝto estas 1520 cm2, kiam la maksimuma forto aplikebla estas 500 N. Vidu figuro 8.
Solvo:
Ĉar la principo de Paskalo plenumiĝas en hidraŭlikaj leviloj, la premoj sur la piŝtoj estos egalaj, tiel sciante la maksimuman forton aplikeblan sur la pli malgranda piŝto, la maksimuma forto, kiu estos praktikata sur la grandan piŝton, estas kalkulita (F2), kiel montrita en figuro 9.
Sciante la maksimuman pezon (F2) leveblan, la maso estas determinita per la dua leĝo de Newton [6], tiel oni povas levi veturilojn pezantajn ĝis 2766,85 kg. Vidu figuron 10. Laŭ la tabelo en figuro 8, el la mezaj veturilaj amasoj, la telfero nur povos levi kompaktajn aŭtojn kun averaĝa maso de 2.500 kg.
Hidraŭlikaj bremsoj
Bremsoj estas uzataj sur veturiloj por bremsi ilin aŭ tute haltigi ilin. Ĝenerale hidraŭlikaj bremsoj havas mekanismon kiel tiu montrita en la figuro. Depremi la bremspedalon aplikas forton transdonatan al malgranda areo-piŝto. La aplikata forto kreas premon ene de la bremslikvaĵo. [7].
En la likvaĵo la premo transdoniĝas en ĉiuj direktoj, ĝis dua piŝto, kie la forto plifortiĝas. La piŝto agas sur diskoj aŭ tamburoj por bremsi la pneŭojn de la veturilo.
KONKLUJOJ
Paskala principo asertas, ke por nepremeblaj fluidoj ripozaj, la premo estas konstanta tra la tuta fluido. La premo praktikata ie ajn en la enfermita fluido estas transdonata egale en ĉiuj direktoj kaj direktoj.
Inter la aplikoj de la La principo de Paskalo Estas multaj hidraŭlikaj ekipaĵoj kiel gazetaroj, liftoj, bremsoj kaj fantoj, aparatoj, kiuj permesas plifortigi fortojn, laŭ rilato de areoj en la plonĝiloj de la aparato.
Ne ĉesu revizii en nia retejo la Newton-juro, Termodinamikaj principoj, la La principo de Bernoulli inter aliaj tre interesaj.