압력 적용된 표면 또는 면적에 반비례합니다. 면적이 클수록 압력이 적고 면적이 적을수록 압력이 커집니다. 예를 들어, 그림 2에서 팁의 면적이 매우 작은 손톱에는 10N의 힘이 가해지는 반면, 손톱의 끝보다 면적이 더 큰 끌에는 10N의 힘이 가해집니다. 손톱의 끝이 매우 작기 때문에 모든 힘이 끝 부분에 가해져 큰 압력을 가하는 반면, 끌에서는 힘이 더 많이 분산되어 압력이 적게 발생합니다.

이 효과는 모래 나 눈에서도 볼 수 있습니다. 여성이 스포츠 신발이나 매우 작은 뒤꿈치 신발을 신는 경우 발가락이 매우가는 뒤꿈치 신발을 신으면 모든 무게가 매우 작은 영역 (뒤꿈치)에 집중되어 있기 때문에 더 가라 앉는 경향이 있습니다.

수압

유체를 포함하는 용기의 각 벽에 정지 된 유체에 의해 가해지는 압력입니다. 이것은 액체가 용기의 모양을 취하고 이것은 정지 상태이기 때문에 결과적으로 균일 한 힘이 각 벽에 작용합니다.

유체

물질은 고체, 액체, 기체 또는 플라즈마 상태 일 수 있습니다. 고체 상태의 물질은 명확한 모양과 부피를 가지고 있습니다. 액체는 명확한 부피를 가지지 만 명확한 모양은 아니므로 액체를 포함하는 용기의 모양을 채택하고 가스는 명확한 부피도없고 모양도 없습니다.

액체와 가스는 "유체"로 간주됩니다. 분자는 약한 응집력에 의해 결합되어 접선 력을받을 때 분자가 들어있는 용기에서 이동하는 경향이 있기 때문입니다. 유체는 지속적으로 움직이는 시스템입니다.

고체는 그것에 가해지는 힘을 전달하는 반면 액체와 가스에서는 압력이 전달됩니다.

PASCAL의 원칙

프랑스의 물리학 자이자 수학자 Blaise Pascal은 확률 이론, 수학 및 자연사에 다양한 공헌을했습니다. 가장 잘 알려진 것은 유체의 행동에 대한 그의 이름을 지닌 원리입니다. [2]

파스칼의 원칙에 대한 설명

파스칼의 원리 밀폐 된 비압축성 유체의 어느 곳에서나 가해지는 압력은 유체 전체에 걸쳐 모든 방향으로 동일하게 전달됩니다. 즉, 유체 전체의 압력이 일정합니다. [삼].

파스칼 원리의 예는 그림 3에서 볼 수 있습니다. 용기에 구멍을 만들고 코르크로 덮은 다음 물 (유체)로 채우고 뚜껑을 덮었습니다. 용기 뚜껑에 힘이 가해지면 모든 방향으로 동일한 압력이 물에 가해져 구멍에 있던 모든 코르크가 나옵니다.

그의 가장 잘 알려진 실험 중 하나는 파스칼의 주사기 실험이었습니다. 주사기는 액체로 채워지고 튜브에 연결되어 주사기의 플런저에 압력이 가해지면 액체는 각 튜브에서 동일한 높이로 상승했습니다. 따라서 정지 상태에있는 액체의 압력 증가는 체적 전체 및 모든 방향으로 균일하게 전달되는 것으로 밝혀졌습니다. [4].

PASCAL 원리의 적용

응용 프로그램 파스칼의 원리 유압 프레스, 호이스트, 브레이크 및 잭과 같은 수많은 유압 장비에서 일상 생활에서 볼 수 있습니다.

유압 프레스

유압 프레스 힘을 증폭시킬 수있는 장치입니다. Pascal의 원리에 기반한 작동 원리는 프레스, 엘리베이터, 브레이크 및 다양한 유압 장치에 사용됩니다.

그것은 기름 (또는 다른 액체)로 채워지고 서로 소통되는 서로 다른 영역의 두 개의 실린더로 구성됩니다. 실린더에 맞는 두 개의 플런저 또는 피스톤이있어 유체와 접촉합니다. [5].

유압 프레스의 예가 그림 4에 나와 있습니다. 더 작은 면적 A1의 피스톤에 힘 F1이 가해지면 실린더 내부로 즉시 전달되는 액체에 압력이 생성됩니다. 더 큰 면적 A2를 가진 피스톤에서, 적용된 힘보다 훨씬 더 큰 힘 F2가 경험되며, 이는 A2 / A1 영역의 관계에 따라 달라집니다.

운동 1. 자동차를 들어 올리기 위해 유압 잭을 만들고 싶습니다. 100N의 힘을 가하여 더 큰 피스톤에서 2500kg의 차량을 들어 올릴 수 있도록 유압 램 피스톤의 직경은 어떤 관계를 가져야합니까? 그림 5를 참조하십시오.

해결

유압 잭에서 파스칼의 원리는 유압 잭 내부의 오일 압력은 동일하지만 피스톤이 다른 영역을 가질 때 힘이 "배가되는"원리가 충족됩니다. 유압 잭 피스톤의 면적 비율을 결정하려면 :

들어 올리려는 자동차의 질량이 2.500kg이면 뉴턴의 제 6 법칙을 사용하여 자동차의 무게를 결정할 수 있습니다. [XNUMX]

기사를 보도록 초대합니다 "이해하기 쉬운"뉴턴의 법칙

파스칼의 원리가 적용되어 피스톤의 압력을 균등하게 만듭니다.
플런저의 면적 관계가 지워지고 값이 대체됩니다. 그림 6을 참조하십시오.

예를 들어 반지름이 24,52cm 인 작은 피스톤이있는 경우 피스톤 영역의 비율은 3 여야합니다 (영역 A₁= 28,27cm²), 대형 플런저의 반경은 14,8cm (A₂= 693,18cm²).

Hidraulic 엘리베이터

유압 리프트는 무거운 물체를 들어 올리는 데 사용되는 기계 장치입니다. 유압식 리프트는 차량 하부 수리를 수행하기 위해 많은 자동차 상점에서 사용됩니다.

유압 리프트의 작동은 파스칼의 원칙을 기반으로합니다. 엘리베이터는 일반적으로 오일을 사용하여 피스톤에 압력을 전달합니다. 전기 모터는 최소 면적의 피스톤에 압력을 가하는 유압 펌프를 작동시킵니다. 면적이 가장 큰 피스톤에서는 힘이 "배가되어"수리 할 차량을 들어 올릴 수 있습니다. 그림 7을 참조하십시오.

운동 2. 가해질 수있는 최대 힘이 28N 일 때 가장 작은 피스톤의 면적이 2cm1520이고 가장 큰 피스톤의 면적이 2cm500 인 유압식 리프트로 들어 올릴 수있는 최대 하중을 찾으십시오. 그림 8.

솔루션 :

파스칼의 원리가 유압 리프터에서 충족되기 때문에 피스톤에 가해지는 압력은 동일하므로 더 작은 피스톤에 적용될 수있는 최대 힘을 알면 큰 피스톤에 가해지는 최대 힘이 계산됩니다 (F2). 그림 9에 나와 있습니다.

들어 올릴 수있는 최대 중량 (F2)을 알면 질량은 Newton의 제 6 법칙 [2766,85]을 사용하여 결정되므로 최대 10kg의 차량을 들어 올릴 수 있습니다. 그림 8을 참조하십시오. 그림 2.500의 표에 따르면 평균 차량 질량 중 리프트는 평균 질량이 XNUMXkg 인 소형차 만 들어 올릴 수 있습니다.

유압 브레이크

브레이크는 차량에서 속도를 늦추거나 완전히 정지시키는 데 사용됩니다. 일반적으로 유압 브레이크에는 그림에 표시된 것과 같은 메커니즘이 있습니다. 브레이크 페달을 밟으면 작은 면적의 피스톤에 전달되는 힘이 적용됩니다. 적용된 힘은 브레이크 액 내부에 압력을 생성합니다. [7].

액체에서 압력은 힘이 증폭되는 두 번째 피스톤까지 모든 방향으로 전달됩니다. 피스톤은 디스크 나 드럼에 작용하여 차량의 타이어를 제동합니다.

결론

파스칼의 원리 정지 된 비압축성 유체의 경우 압력이 유체 전체에 걸쳐 일정하다고 말합니다. 밀폐 된 유체에 가해지는 압력은 모든 방향과 방향으로 동일하게 전달됩니다.

응용 프로그램 중 파스칼의 원리 프레스, 엘리베이터, 브레이크 및 잭과 같은 수많은 유압 장비, 장치의 플런저 영역 관계에 따라 증 폭력을 허용하는 장치가 있습니다.

우리 웹 사이트에서 검토를 중단하지 마십시오 뉴턴 법칙, 열역학 원리, 베르누이의 원리 무엇보다도 매우 흥미 롭습니다.

참고 문헌

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

태그

라파엘 텔레스 29년 2022월 XNUMX일 최종 업데이트

0 24.029 6 분 읽기

파스칼의 원리를 이해하기위한 기본 개념

압력

수압

유체