Pagrindinė elektratechnologija

Pascalo principas [lengvai paaiškinamas]

Prancūzų fizikas ir matematikas Blaise Pascal (1623-1662), įvairiai prisidėjo prie tikimybės teorijos, matematikos ir gamtos istorijos. Geriausiai žinomas yra Pascalo principas dėl skysčių elgesio.

Pascalo postulatas tai gana paprasta, lengvai suprantama ir labai naudinga. Atlikdamas eksperimentus, Pascalis nustato, kad slėgis skysčiuose ramybės būsenoje yra vienodai perduodamas visame tūryje ir į visas puses.

Pascalio pareiškimas, Remiantis skysčių tyrimu, jis naudojamas kuriant įvairiausią hidraulinę įrangą, pavyzdžiui, presus, liftus, automobilių stabdžius.

Pagrindinės sąvokos, siekiant suprasti Paskalio principą

Slėgis

Spaudimas yra panaudotos jėgos ploto vienetui santykis. Jis matuojamas tokiais vienetais kaip Paskalis, baras, atmosfera, kilogramais kvadratiniam centimetrui, psi (svaras kvadratiniam coliui), be kita ko. [1]

Slėgis
1 pav. Citeia.com

Spaudimas yra atvirkščiai proporcingas padengtam paviršiui ar plotui: kuo didesnis plotas, tuo mažesnis slėgis, tuo mažesnis plotas, tuo didesnis slėgis. Pavyzdžiui, 2 paveiksle 10 N jėga veikia nagą, kurio smaigalio plotas yra labai mažas, o ta pati 10 N jėga taikoma kaltui, kurio antgalio plotas yra didesnis nei nago galiuko. Kadangi vinis turi labai mažą galiuką, visa jėga taikoma jo galiukui, darant jam didelį spaudimą, tuo tarpu kalte didesnis plotas leidžia jėgą paskirstyti daugiau, sukuriant mažesnį slėgį.

Slėgis yra atvirkščiai proporcingas plotui
2 pav. Citeia.com

Šis efektas taip pat pastebimas smėlyje ar sniege. Jei moteris nešioja sportinius batus arba labai mažus aukštakulnius batelius su labai dailiais ir aukštakulniais bateliais, jie linkę skęsti toliau, nes visas jos svoris sutelktas labai mažame plote (kulnas).

Hidrostatinis slėgis

Tai slėgis, kurį ramybės būsenos skystis daro ant kiekvienos talpyklos, kurioje yra skystis, sienelių. Taip yra todėl, kad skystis įgauna indo formą ir tai yra ramybės būsena, todėl atsitinka, kad vienoda jėga veikia kiekvieną sieną.

Skysčiai

Materija gali būti kieta, skysta, dujinė arba plazmos būsena. Medžiaga kietoje būsenoje turi apibrėžtą formą ir tūrį. Skysčiai turi apibrėžtą tūrį, bet ne apibrėžtą formą, įgaunant konteinerio, kuriame jie yra, formą, o dujos neturi nei apibrėžto tūrio, nei apibrėžtos formos.

Skysčiai ir dujos laikomi „skysčiais“, nes juose molekulės laikomos silpnomis rišamosiomis jėgomis, kai jas veikia tangentinės jėgos, jos linkusios tekėti judėdamos joje esančiame inde. Skysčiai yra sistemos, kurios juda nuolat.

Kietosios medžiagos perduoda joms tenkančią jėgą, o skysčiuose ir dujose - slėgis.

PASCALO PRINCIPAS

Prancūzų fizikas ir matematikas Blaise'as Pascalis įvairiai prisidėjo tikimybių teorijoje, matematikoje ir gamtos istorijoje. Geriausiai žinomas principas, kuris jo vardu priskiriamas skysčių elgsenai. [2]

Paskalio principo pareiškimas

Paskalio principas teigia, kad slėgis, daromas bet kurioje uždaro ir nesuspausto skysčio vietoje, vienodai perduodamas visomis skysčio kryptimis, tai yra, slėgis visame skystyje yra pastovus. [3].

Pascalo principo pavyzdį galima pamatyti 3 paveiksle. Skylės buvo padarytos į konteinerį ir uždengtos kamščiais, tada užpildytos vandeniu (skysčiu) ir uždėtas dangtis. Kai indo dangtį veikia jėga, vandenyje slėgis yra lygus visomis kryptimis, todėl visi kamšteliai, buvę skylėse, išeina.

Paskalio principas
3 pav. Citeia.com

Vienas iš žinomiausių jo eksperimentų buvo Pascalio švirkštas. Švirkštas buvo pripildytas skysčio ir sujungtas su mėgintuvėliais, kai spaudžiant švirkšto stūmoklį, skystis pakilo į tą patį aukštį kiekviename mėgintuvėlyje. Taigi nustatyta, kad ramybės būsenoje esančio skysčio slėgio padidėjimas vienodai perduodamas visame tūryje ir į visas puses. [4].

PASKALINIO PRINCIPO TAIKYMAS

Programos Paskalio principas Kasdieniniame gyvenime juos galima pamatyti naudojant daugybę hidraulinių įrenginių, tokių kaip hidrauliniai presai, keltuvai, stabdžiai ir kėlikliai.

Hidraulinis presas

Hidraulinis presas tai prietaisas, leidžiantis sustiprinti jėgas. Veikimo principas, pagrįstas Paskalio principu, naudojamas presuose, liftuose, stabdžiuose ir įvairiausiuose hidrauliniuose įtaisuose.

Jį sudaro du skirtingo ploto cilindrai, pripildyti aliejaus (ar kito skysčio) ir palaikomi tarpusavyje. Taip pat yra du stūmokliai arba stūmokliai, kurie telpa į cilindrus, todėl jie liečiasi su skysčiu. [5].

Hidraulinio preso pavyzdys parodytas 4 paveiksle. Kai mažesnio ploto A1 stūmokliui taikoma jėga F1, skystyje susidaro slėgis, kuris akimirksniu perduodamas cilindrų viduje. Didesnio ploto A2 stūmoklyje patiriama jėga F2, daug didesnė už taikomą, kuri priklauso nuo ploto A2 / A1 santykių.

Hidraulinis presas
4 pav. Citeia.com

Pratimas 1. Norėdami pakelti automobilį, norite pastatyti hidraulinį kėliklį. Kokį ryšį turi turėti hidraulinių cilindrų stūmoklių skersmenys, kad, pritaikius 100 N jėgą, jis galėtų pakelti 2500 kg automobilį ant stūmoklio? Žr. 5 paveikslą.

Paskalio mankšta
5 pav. Citeia.com

Sprendimas

Hidraulinėse kėliklėse įvykdomas Pascal principas, kai alyvos slėgis hidraulinio kėliklio viduje yra vienodas, tačiau jėgos „dauginamos“, kai stūmokliai turi skirtingas sritis. Norėdami nustatyti hidraulinių domkratų stūmoklių ploto santykį:

  • Atsižvelgdami į norimą pakelti automobilio masę (2.500 kg), nustatykite automobilio svorį naudodamiesi antruoju Niutono dėsniu. [6]

Kviečiame pamatyti straipsnį Niutono dėsniai „lengvai suprantami“

  • Taikomas Paskalio principas, išlyginantis slėgį stūmokliuose.
  • Stūmoklių ploto santykis išvalomas, o vertės pakeičiamos. Žr. 6 paveikslą.
1 pratimas- sprendimas
6 pav. Citeia.com

Stūmoklių plotų santykis turėtų būti 24,52, pavyzdžiui, jei turite mažą stūmoklį, kurio spindulys yra 3 cm (plotas A1= 28,27 cm2), didelio stūmoklio spindulys turėtų būti 14,8 cm (plotas A2= 693,18 cm2).

Hidraulinis liftas

Hidraulinis keltuvas yra mechaninis įtaisas, naudojamas sunkiems daiktams pakelti. Hidrauliniai keltuvai naudojami daugelyje autoservisų, kad būtų galima atlikti automobilio remonto darbus.

Hidraulinių keltuvų veikimas pagrįstas Paskalio principu. Elevatoriai paprastai naudoja alyvą slėgiui perduoti į stūmoklius. Elektrinis variklis įjungia hidraulinį siurblį, kuris spaudžia mažiausio ploto stūmoklį. Didžiausio ploto stūmoklyje jėga „padauginama“, todėl galima pakelti remontuojamas transporto priemones. Žr. 7 paveikslą.

Hidraulinis liftas
7 pav. Citeia.com

2 pratimas. Raskite didžiausią apkrovą, kurią galima pakelti hidrauliniu keltuvu, kurio mažiausio stūmoklio plotas yra 28 cm2, o didžiausio stūmoklio plotas yra 1520 cm2, kai didžiausia galima jėga yra 500 N. Žr. 8 pav.

2 pratimas - hidraulinis spaudos teiginys
8 pav. Citeia.com

Sprendimas:

Kadangi hidrauliniuose keltuvuose įvykdytas Pascal principas, slėgis ant stūmoklių bus vienodas, taigi, žinant didžiausią jėgą, kurią galima taikyti mažesniam stūmokliui, apskaičiuojama didžiausia jėga, kuri bus daroma didžiajam stūmokliui (F2), parodyta 9 paveiksle.

didžiausios jėgos apskaičiavimas
9 pav. Citeia.com

Žinant maksimalų svorį (F2), kurį galima pakelti, masė nustatoma pagal antrąjį Niutono dėsnį [6], taigi galima pakelti transporto priemones, sveriančias iki 2766,85 kg. Žr. 10 paveikslą. Pagal 8 paveiksle pateiktą lentelę iš vidutinės transporto priemonės masės liftu bus galima pakelti tik kompaktiškus automobilius, kurių vidutinė masė yra 2.500 kg.

2 pratimas - sprendimas
10 paveikslas citeia.com

Hidrauliniai stabdžiai

Stabdžiai naudojami transporto priemonėse, norint juos sulėtinti arba visiškai sustabdyti. Apskritai, hidrauliniai stabdžiai turi tokį mechanizmą, kaip parodyta paveikslėlyje. Nuspaudus stabdžių pedalą, jėga perduodama nedidelio ploto stūmokliui. Pritaikyta jėga sukuria slėgį stabdžių skysčio viduje. [7].

Skystyje slėgis perduodamas visomis kryptimis, iki antrojo stūmoklio, kuriame sustiprinama jėga. Stūmoklis veikia diskus ir būgnus, kad stabdytų transporto priemonės padangas.

Hidrauliniai stabdžiai
11 paveikslas citeia.com

IŠVADOS

Paskalio principas teigia, kad nesuspaustiems skysčiams ramybės būsenoje slėgis yra pastovus visame skystyje. Slėgis, daromas bet kurioje uždaro skysčio vietoje, vienodai perduodamas visomis kryptimis ir kryptimis.

Tarp Paskalio principas Yra daugybė hidraulinių įrenginių, tokių kaip presai, liftai, stabdžiai ir kėlikliai, įtaisai, kurie leidžia sustiprinti jėgas, atsižvelgiant į prietaiso stūmoklių sričių santykį.

Nenustokite peržiūrėti mūsų svetainėje Niutono dėsnis, Termodinaminiai principai, Bernoulli principas be kitų labai įdomių.

REFERENCIAS

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

Palikite atsakymą

Jūsų elektroninio pašto adresas nebus skelbiamas. Privalomi laukai yra pažymėti *

Ši svetainė naudoja "Akismet", kad sumažintų šlamštą. Sužinokite, kaip apdorojami jūsų komentarų duomenys.