Паскаль принципі [оңай түсіндіріледі]
Француз физигі және математигі Блейз Паскаль (1623-1662), ықтималдықтар теориясы, математика және жаратылыстану тарихында әртүрлі үлес қосты. Сұйықтықтың жүріс-тұрысы туралы Паскаль принципі жақсы танымал.
Паскаль постулаты бұл өте қарапайым, түсінуге оңай және өте пайдалы. Эксперименттер арқылы Паскаль сұйықтықтағы қысым тыныштық күйінде бүкіл көлемде және барлық бағытта біркелкі берілетіндігін анықтады.
Паскальдың мәлімдемесі, Сұйықтықтарды зерттеу негізінде ол гидравликалық жабдықтардың, мысалы, престердің, лифттердің, автомобиль тежегіштерінің және басқаларының дизайны үшін қолданылады.
Паскаль принципін түсінуге арналған негізгі ұғымдар
Қысым
Қысым - бұл ауданның бірлігіне қолданылатын күштің қатынасы. Ол Паскаль, бар, атмосфера, шаршы сантиметрге килограм, пси (шаршы дюймге фунт) және басқалар сияқты бірліктермен өлшенеді. [1]
Қысым қолданылатын бетке немесе ауданға кері пропорционалды: аудан неғұрлым көп болса, қысым аз болады, аудан аз болса, соғұрлым қысым күшейеді. Мысалы, 2-суретте ұшының ауданы өте аз болатын тырнаққа 10 Н күш әсер етеді, ал сол күш 10 тырнақтың ұшына қарағанда тырнақтың ұшына қарағанда үлкен ауданы бар қашауға да қолданылады. Шегенің ұшы өте кішкентай болғандықтан, оның барлық күші оның ұшына әсер етіп, оған үлкен қысым жасайды, ал қашауда үлкенірек аймақ аз қысым тудыратын күштің көбірек бөлінуіне мүмкіндік береді.
Бұл әсерді құмда немесе қарда да байқауға болады. Егер әйел спорттық аяқ киімді немесе өте кішкентай биік өкшелі аяқ киімді, өте жұқа саусақты биік өкшелі аяқ киімді кисе, ол одан әрі батып кетуге бейім, өйткені оның барлық салмағы өте кішкентай аймақта (өкше) шоғырланған.
Гидростатикалық қысым
Бұл сұйықтық бар контейнердің әр қабырғасында тыныштықта болатын сұйықтықтың қысымы. Себебі сұйықтық ыдыстың пішінін алады және тыныштық жағдайында болады, нәтижесінде қабырғалардың әрқайсысына біркелкі күш әсер етеді.
Сұйықтықтар
Зат қатты, сұйық, газ тәрізді немесе плазмалық күйде болуы мүмкін. Қатты күйдегі заттың белгілі бір пішіні мен көлемі болады. Сұйықтықтар белгілі бір көлемге ие, бірақ белгілі бір пішін емес, оларды қамтитын ыдыстың пішінін қабылдайды, ал газдар белгілі бір көлемге де, белгілі бір пішінге де ие емес.
Сұйықтар мен газдар «сұйықтық» болып саналады, өйткені оларда молекулалар әлсіз біртұтас күштермен ұсталады, егер олар тангенциалдық күштерге ұшыраған кезде, олар өздерінде бар ыдыста қозғалады. Сұйықтықтар дегеніміз - үнемі қозғалыста болатын жүйелер.
Қатты денелер оған әсер ететін күшті, ал сұйықтар мен газдарда қысым беріледі.
ПАСКАЛ ПРИНЦИПІ
Француз физигі және математигі Блез Паскаль ықтималдықтар теориясында, математикада және жаратылыстануда әртүрлі үлес қосты. Сұйықтықтың жүріс-тұрысына қатысты оның аты ең жақсы танымал. [2]
Паскаль принципінің тұжырымы
Паскаль принципі тұйықталған және сығылмайтын сұйықтықтың кез-келген жерінде жүргізілетін қысым барлық бағытта бірдей сұйықтық бойымен беріледі, яғни сұйықтықтағы қысым тұрақты болады деп айтады. [3].
Паскаль принципінің мысалын 3 суреттен көруге болады. Саңылаулар контейнерде жасалып, тығындармен жабылды, содан кейін сумен (сұйықтық) толтырылып, қақпақ қойылды. Контейнердің қақпағына күш түскенде, суға барлық бағытта тең қысым түседі, саңылауларда болған тығындар шығады.
Оның ең танымал тәжірибелерінің бірі - Паскаль шприці. Шприц сұйықтықпен толтырылып, түтіктерге жалғанған, шприцтің поршеніне қысым түскен кезде сұйықтық түтіктердің әрқайсысында бірдей биіктікке көтерілген. Осылайша, тыныштық күйіндегі сұйықтық қысымының өсуі бүкіл көлемде және барлық бағытта біркелкі берілетіні анықталды. [4].
ПАСКАЛ ПРИНЦИПІНІҢ ҚОЛДАНЫЛУЫ
Қосымшалары Паскаль принципі Оларды күнделікті өмірде гидравликалық жабдық, мысалы, гидравликалық престер, көтергіштер, тежегіштер мен домкраттар көруге болады.
Гидравликалық пресс
Гидравликалық пресс бұл күштерді күшейтуге мүмкіндік беретін құрылғы. Паскаль принципіне негізделген жұмыс принципі престерде, лифтілерде, тежегіштерде және әртүрлі гидравликалық құрылғыларда қолданылады.
Ол маймен (немесе басқа сұйықтықпен) толтырылған және бір-бірімен байланысқан әр түрлі бағыттағы екі цилиндрден тұрады. Сондай-ақ, цилиндрлерге сәйкес келетін екі поршень немесе поршень бар, олар сұйықтықпен жанасады. [5].
Гидравликалық престің мысалы 4 суретте көрсетілген. А1 ауданы кішірек поршеньге F1 күші түскен кезде сұйықтықта цилиндрлер ішіне лезде берілетін қысым пайда болады. А2 ауданы үлкен поршеньде F2 күші қолданылады, ол қолданылғаннан әлдеқайда көп, бұл A2 / A1 аудандарының қатынастарына байланысты.
1-жаттығу. Автокөлікті көтеру үшін сіз гидравликалық домкрат жасағыңыз келеді. Гидравликалық қошқар поршеньдерінің диаметрлері 100 Н күшін қолдану арқылы үлкен поршеньге 2500 кг автомобиль көтере алатындай қандай байланыс болуы керек? 5 суретті қараңыз.
Шешім
Гидравликалық ұяларда Паскаль принципі орындалады, мұнда гидравликалық домкраттың ішіндегі май қысымы бірдей, бірақ поршеньдердің әр түрлі аймақтары болған кезде күштер «көбейтіледі». Гидравликалық ұяшық поршендерінің аудан қатынасын анықтау үшін:
- Сіз көтергіңіз келетін автомобильдің массасы 2.500 кг болатындығын ескере отырып, Ньютонның екінші заңын қолданып, автомобильдің салмағын анықтаңыз. [6]
Сізді мақаланы көруге шақырамыз Ньютон заңдары «түсінуге оңай»
- Поршеньдердегі қысымды теңестіретін Паскаль принципі қолданылады.
- Плунжерлердің аудан қатынасы тазартылып, мәндер ауыстырылды. 6 суретті қараңыз.
Поршеньдердің аудандары 24,52 қатынасында болуы керек, мысалы, сізде 3 см радиусы бар кішкене поршень болса (А ауданы1= 28,27 см2), үлкен поршеннің радиусы 14,8 см болуы керек (ауданы А2= 693,18 см2).
Гидравликалық лифт
Гидравликалық көтергіш - ауыр заттарды көтеру үшін қолданылатын механикалық құрылғы. Гидравликалық көтергіштер көптеген автокөлік дүкендерінде автокөлік құралдарына жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін қолданылады.
Гидравликалық көтергіштердің жұмысы Паскаль принципіне негізделген. Лифтілер қысымды поршеньдерге беру үшін әдетте майды пайдаланады. Электр қозғалтқышы поршеньге ең аз ауданы бар қысым жасайтын гидравликалық сорғыны іске қосады. Ең үлкен ауданы бар поршеньде жөнделетін көлік құралдарын көтере отырып, күш «көбейтіледі». 7 суретті қараңыз.
2-жаттығу. Ең кіші поршеннің ауданы 28 см2, ал ең үлкен поршеньдікі 1520 см2 болатын гидравликалық лифтпен көтеруге болатын максималды жүктемені табыңыз, ол кезде қолданылатын максималды күш 500 Н құрайды. сурет 8.
Шешім:
Гидравликалық көтергіштерде Паскаль принципі орындалғандықтан, поршеньдердегі қысым тең болады, осылайша кішірек поршеньге ең үлкен күш түсетіндіктен, үлкен поршеньге ең үлкен күш есептеледі (F2), 9 суретте көрсетілген.
Көтеруге болатын ең үлкен салмақты (F2) біле отырып, массаны Ньютонның екінші заңы бойынша анықтайды [6], осылайша салмағы 2766,85 кг-ға дейінгі көлік құралдарын көтеруге болады. 10-суретті қараңыз. 8-суреттегі кестеге сәйкес, көлік құралдарының орташа массаларының ішінде лифт тек орташа массасы 2.500 кг болатын жинақы машиналарды көтере алады.
Гидравликалық тежегіштер
Тежегіштер көлік құралдарында оларды баяулату немесе толығымен тоқтату үшін қолданылады. Жалпы гидравликалық тежегіштер суретте көрсетілгендей механизмге ие. Тежегіш педальды басу үшін кішкене аудан поршеніне берілетін күш қолданылады. Берілген күш тежегіш сұйықтықтың ішінде қысым жасайды. [7].
Сұйықтықта қысым барлық бағытта, күш күшейтілген екінші поршеньге дейін беріледі. Поршень дискілерге немесе барабандарға әсер етіп, көлік құралының дөңгелектерін тежейді.
ҚОРЫТЫНДЫ
Паскаль принципі тыныштықтағы сығылмайтын сұйықтықтар үшін қысым бүкіл сұйықтықта тұрақты болатындығын айтады. Жабық сұйықтықтың кез-келген жеріне түсірілген қысым барлық бағыттар мен бағыттар бойынша бірдей беріледі.
Қосымшаларының арасында Паскаль принципі Престер, лифтілер, тежегіштер мен домкраттар, құрылғының плунжерлеріндегі аймақтардың қатынастарына сәйкес күштерді күшейтуге мүмкіндік беретін құрылғылар сияқты көптеген гидравликалық жабдықтар бар.
Біздің веб-сайтымызда шолуды тоқтатпаңыз Ньютон заңы, Термодинамикалық принциптера Бернулли принципі арасында өте қызықты.