Prionnsapal Pascal [air a mhìneachadh gu furasta]
Fiosaig agus matamataigs Frangach Blaise Pascal (1623-1662), rinn e grunn thabhartasan ann an teòiridh coltachd, matamataig agus eachdraidh nàdurrach. Is e am fear as ainmeile prionnsapal Pascal, air giùlan lionntan.
Post-d Pascal tha e gu math sìmplidh, furasta a thuigsinn agus glè fheumail. Tro dheuchainnean, lorg Pascal gu bheil an cuideam ann an liquids, ann an staid fois, air a ghluasad gu co-ionnan air feadh an tomhas-lìonaidh agus a h-uile taobh.
Aithris Pascal, Stèidhichte air sgrùdadh lionntan, tha e air a chleachdadh airson dealbhadh raon farsaing de uidheamachd uisgeachaidh leithid preas, àrdairean, breicichean càr, am measg feadhainn eile.
Bun-bheachdan bunaiteach gus prionnsapal Pascal a thuigsinn
Cuideam
An cuideam an co-mheas a th ’aig an fheachd gnìomhaichte gach raon aonad. Tha e air a thomhas ann an aonadan leithid Pascal, bàr, àile, cileagraman gach ceudameatair ceàrnagach, psi (punnd gach òirleach ceàrnagach), am measg feadhainn eile. [1]
An cuideam co-rèireach mùiteach ris an uachdar no an sgìre gnìomhaichte: mar as motha an sgìre, nas lugha cuideam, nas lugha an sgìre, nas motha an cuideam. Mar eisimpleir, ann am Figear 2 tha feachd de 10 N air a chuir air tairn aig a bheil farsaingeachd glè bheag, agus tha an aon fheachd de 10 N air a chuir an sàs air siosar aig a bheil bàrr nas motha na bàrr na h-ingne. Leis gu bheil bàrr glè bheag aig an t-ingne, tha an fheachd gu lèir air a chuir an sàs aig a tip, a ’toirt cuideam mòr air, agus anns a’ chisel, leigidh an raon nas motha leis an fheachd a bhith a ’cuairteachadh barrachd, a’ gineadh nas lugha de chuideam.
Chithear a ’bhuaidh seo cuideachd ann an gainmheach no sneachda. Ma bhios boireannach a ’caitheamh bròg spòrs no bròg sàilean glè bheag, le bròg sàilean fìor mhath tha e buailteach a dhol fodha nas motha oir tha a cuideam gu lèir ann an àite glè bheag (an sàilean).
Bruthadh hydostostatach
Is e an cuideam a th ’ann an lionn aig fois air gach balla den t-soitheach anns a bheil an lionn. Tha seo air sgàth gu bheil an leaghan a ’gabhail cumadh a’ chrainn agus tha e aig fois, mar thoradh air an sin, tha e a ’tachairt gu bheil feachd èideadh ag obair air gach balla.
Fliuchan
Faodaidh cùis a bhith ann an staid chruaidh, leaghaidh, gasach no plasma. Tha cumadh agus meud cinnteach aig cùis ann an staid chruaidh. Tha meud cinnteach aig leaghan, ach chan eil cumadh cinnteach aca, a ’gabhail ri cumadh a’ chrainn-ghiùlain a tha annta, fhad ‘s nach eil tomhas cinnteach no cumadh cinnteach aig gasaichean.
Tha leaghan agus gasaichean air am meas mar “lionntan”, oir, annta sin, tha na moileciuilean air an cumail còmhla le feachdan co-leanailteach lag, nuair a tha iad fo smachd feachdan buailteach tha iad buailteach a bhith a ’sruthadh, a’ gluasad anns a ’chnap-starra annta. Tha lionntan nan siostaman a tha a ’gluasad gu cunbhalach.
Bidh solidan a ’toirt a-mach an fhorsa a th’ air a chuir air, fhad ‘s a tha iad ann an liquids agus gasaichean bidh cuideam ga ghluasad.
PRIONNSABAL PASCAL
Chuir an neach-fiosaig agus matamataigs Frangach Blaise Pascal grunn thabhartasan ann an teòiridh coltachd, matamataig agus eachdraidh nàdurrach. Is e am fear as ainmeile am prionnsapal a tha a ’giùlan ainm air giùlan lionntan. [2]
Aithris mu phrionnsapal Pascal
Prionnsapal Pascal ag ràdh gu bheil an cuideam a th ’air a chuir an àite sam bith ann an lionn dùinte agus neo-chunbhalach air a ghluasad gu co-ionann anns a h-uile taobh air feadh an t-sruthain, is e sin, tha an cuideam air feadh an t-sruthain seasmhach. [3].
Chithear eisimpleir de phrionnsapal Pascal ann am Figear 3. Chaidh tuill a dhèanamh ann an soitheach agus air a chòmhdach le corc, an uairsin air a lìonadh le uisge (fluid) agus chaidh mullach a chuir air. Nuair a chuirear feachd air mullach an t-soithich, tha cuideam air a thaisbeanadh san uisge a tha co-ionann anns a h-uile taobh, ag adhbhrachadh gun tig na corcachan uile a bha sna tuill a-mach.
B ’e stealladair Pascal aon de na deuchainnean as ainmeil a rinn e. Chaidh an syringe a lìonadh le leaghan agus ceangailte ri cuid de phìoban, nuair a chaidh cuideam a chuir air plunger an syringe, dh ’èirich an leaghan chun an aon àirde anns gach tiùb. Mar sin chaidh a lorg gu bheil an àrdachadh ann an cuideam leaghan a tha aig fois air a ghluasad gu co-ionnan air feadh an tomhas-lìonaidh agus a h-uile taobh. [4].
IARRTASAN AIR PRIONNSA PASCAL
Tha tagraidhean an Prionnsapal Pascal Tha iad rim faicinn ann am beatha làitheil ann an grunn uidheamachd uisgeachaidh leithid preas uisgeachaidh, innealan-togail, breicichean agus seacaidean.
Preas uisgeachaidh
Am preas uisgeachaidh tha e na inneal a leigeas le feachdan àrdachadh. Tha am prionnsapal obrachaidh, stèidhichte air prionnsapal Pascal, air a chleachdadh ann am preas, àrdairean, breicichean, agus ann an iomadh seòrsa inneal uisgeachaidh.
Tha e air a dhèanamh suas de dhà siolandair, de dhiofar raointean, air an lìonadh le ola (no leaghan eile) agus air an conaltradh le chèile. Tha cuideachd dà chrann-togail no daga a tha a ’freagairt a-steach do na siolandairean, gus am bi iad a’ conaltradh ris an t-sruthan. [5].
Tha eisimpleir de phreas uisgeachaidh ri fhaicinn ann am figear 4. Nuair a chuirear feachd F1 ris an loine ann an sgìre nas lugha A1, thèid cuideam a chruthachadh anns an leaghan a tha air a ghluasad sa bhad taobh a-staigh na siolandairean. Anns an loine le farsaingeachd nas motha A2, tha feachd F2 eòlach, tòrr nas motha na an ìre a chaidh a chur an sàs, a tha an urra ri co-mheasan nan sgìrean A2 / A1.
Eacarsaich 1. Gus càr a thogail, tha thu airson seacaid uisgeachaidh a thogail. Dè an dàimh a dh ’fheumas a bhith aig trast-thomhas na dagaichean reithe hydraulic le bhith a’ cur feachd 100 N an sàs gus càr 2500 kg a thogail air an loine as motha? Faic figear 5.
Fuasgladh
Ann an seacaidean uisgeachaidh, tha prionnsapal Pascal air a choileanadh, far a bheil an cuideam ola taobh a-staigh a ’chist hydraulic an aon rud, ach tha na feachdan“ air an iomadachadh ”nuair a tha raointean eadar-dhealaichte aig na pistons. Gus faighinn a-mach co-mheas na sgìre de na pistons jack hydraulic:
- Leis gu bheil mais a ’chàir, 2.500 kg, a tha thu airson a thogail, co-dhùin cuideam a’ chàir a ’cleachdadh an dàrna lagh aig Newton. [6]
Tha sinn a ’toirt cuireadh dhut an artaigil fhaicinn Laghan Newton "furasta a thuigsinn"
- Tha prionnsapal Pascal air a chur an sàs, a ’dèanamh co-ionannachd de na cuideaman anns na pistons.
- Tha an dàimh sgìreil aig na plumairean air a ghlanadh agus na luachan air an cur nan àite. Faic figear 6.
Bu chòir co-mheas de 24,52 a bhith aig ceàrnaidhean nan plumairean, mar eisimpleir, ma tha plunger beag agad le radius 3cm (sgìre A)1= 28,27 cm2), bu chòir radius 14,8 cm a bhith aig an plunger mòr (sgìre A.2= 693,18 cm2).
Àrdaichear Hidraulic
Is e inneal meacanaigeach a th ’ann an lioft hydraulic a thèid a chleachdadh gus nithean troma a thogail. Bithear a ’cleachdadh lioftaichean uisgeachaidh ann am mòran bhùthan fèin-ghluasadach gus càradh fo charbadan a dhèanamh.
Tha obrachadh lioftaichean uisgeachaidh stèidhichte air prionnsapal Pascal. Mar as trice bidh àrdairean a ’cleachdadh ola gus cuideam a chuir air na pistons. Bidh motair dealain a ’gnìomhachadh pumpa uisgeachaidh a chuireas cuideam air an loine leis an àite as lugha. Anns an loine leis an àite as motha, tha an fheachd “air iomadachadh”, leis gun urrainn dhaibh na carbadan a thogail airson an càradh. Faic figear 7.
Eacarsaich 2. Lorg an luchd as motha as urrainn a thogail le lioft uisgeachaidh far a bheil farsaingeachd an loine as lugha 28 cm2, agus is e farsaingeachd an loine as motha 1520 cm2, nuair is e 500 N. an fheachd as motha a ghabhas a chuir an sàs. Faic figear 8.
Fuasgladh:
Leis gu bheil prionnsapal Pascal air a choileanadh ann an lioftaichean uisgeachaidh, bidh na cuideaman air na pistons co-ionann, agus mar sin a ’faighinn eòlas air an fheachd as motha a ghabhas a chuir an sàs air an loine as lugha, tha an fheachd as motha a thèid a chuir an sàs air an loine mhòr air a thomhas (F2), mar air a shealltainn ann am figear 9.
A ’faighinn eòlas air a’ chuideam as motha (F2) as urrainnear a thogail, tha a ’mhàs air a dhearbhadh a’ cleachdadh an dàrna lagh aig Newton [6], agus mar sin faodar carbadan le cuideam suas gu 2766,85 kg a thogail. Faic figear 10. A rèir a ’chlàir ann am figear 8, de na meudan cuibheasach de charbadan, cha bhith e comasach don lioft ach càraichean teann a thogail le tomad cuibheasach de 2.500 kg.
Breicichean uisgeachaidh
Bithear a ’cleachdadh breicichean air carbadan gus an slaodadh sìos no stad a chuir orra gu tur. San fharsaingeachd, tha uidheamachd aig breicichean uisgeachaidh mar an tè a chithear san fhigear. Bidh ìsleachadh a ’pheadal breic a’ cur feachd a tha air a ghluasad gu loine sgìre bheag. Bidh an fheachd gnìomhaichte a ’cruthachadh cuideam taobh a-staigh an lionn breic. [7].
Anns an leaghan tha an cuideam air a ghluasad a h-uile taobh, suas gu dàrna piston far a bheil an fheachd air a mheudachadh. Bidh am piston ag obair air diosgan no drumaichean gus taidhrichean a ’charbaid a bhreabadh.
CONCLUSIONS
Prionnsapal Pascal ag ràdh, airson lionn neo-chunbhalach aig fois, gu bheil an cuideam seasmhach air feadh an t-sruthain. Tha an cuideam a th ’air a chuir air àite sam bith anns an t-sruthan dùinte air a ghluasad gu co-ionann anns gach taobh agus stiùireadh.
Am measg nan tagraidhean aig Prionnsapal Pascal Tha grunn uidheamachd uisgeachaidh ann leithid preas, àrdairean, breicichean is jacks, innealan a leigeas le feachdan àrdachadh, a rèir dàimh de raointean ann am plumairean an inneil.
Na stad le bhith ag ath-bhreithneachadh air an làrach-lìn againn an Lagh Newton, Prionnsapalan teirmmodynamican Prionnsapal Bernoulli am measg eile gu math inntinneach.