Паскалын зарчим [хялбархан тайлбарласан]
Францын физикч, математикч Blaise Pascal (1623-1662), магадлалын онол, математик, байгалийн түүхэнд янз бүрийн хувь нэмэр оруулсан. Хамгийн сайн мэддэг нь шингэний зан үйлийн талаархи Паскалийн зарчим юм.
Паскалын постулат энэ нь нэлээд энгийн, ойлгоход хялбар, маш хэрэгтэй. Туршилтаар Паскаль шингэн дэх даралтыг тайван байдалд бүх эзэлхүүн, бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг болохыг олж мэдэв.
Паскалын мэдэгдэл, Шингэний судалгаан дээр үндэслэн олон төрлийн гидравлик тоног төхөөрөмж, жишээлбэл пресс, лифт, автомашины тоормос зэрэгт ашигладаг.
Паскалын зарчмыг ойлгох үндсэн ойлголтууд
Даралт
Даралт нь нэгж талбайд ногдох үйлчлэх хүчний харьцаа юм. Энэ нь Паскаль, бар, агаар мандал, квадрат см тутамд килограмм, psi (квадрат инч тутамд нэг фунт) гэх мэт нэгжээр хэмжигддэг. [1]
Даралт хэрэглэсэн гадаргуу эсвэл талбайтай урвуу харьцаатай байна. талбай их байх тусам даралт бага байх тусам талбай бага байх тусам даралт ихсэх болно. Жишээлбэл, Зураг 2-т үзүүр нь маш жижиг талбайтай хадаас дээр 10 Н хүч үйлчилдэг бол үзүүр нь хадаасны үзүүрээс илүү том талбайтай цүүц дээр мөн 10 Н хүчийг өгдөг. Хумс нь маш жижиг үзүүртэй тул бүх хүчийг үзүүрт нь шахаж, хүчтэй шахалт үзүүлдэг бол цүүцэнд том талбай нь хүчийг илүү их тарааж, бага даралт үүсгэдэг.
Энэ нөлөөг элс эсвэл цасанд ажиглаж болно. Хэрэв эмэгтэй хүн спортын гутал эсвэл маш жижиг өндөр өсгийтэй гутал өмсдөг бол маш нарийн хуруутай өндөр өсгийтэй гуталтай бол түүний бүх жин нь маш жижиг хэсэгт (өсгий) төвлөрсөн тул цааш живэх хандлагатай байдаг.
Гидростатик даралт
Энэ нь шингэнийг агуулсан савны хана тус бүр дээр тогтсон шингэний үзүүлэх даралт юм. Учир нь шингэн нь савны хэлбэрийг авдаг бөгөөд энэ нь тайван байдалд байдаг тул хана тус бүрт жигд хүч үйлчилдэг.
Шингэн
Бодис нь хатуу, шингэн, хий болон плазмын төлөвт байж болно. Хатуу төлөвт байгаа бодис нь тодорхой хэлбэр, эзэлхүүнтэй байдаг. Шингэн нь тодорхой эзэлхүүнтэй боловч тодорхой хэлбэр биш бөгөөд агуулсан савны хэлбэрийг авдаг бол хий нь тодорхой эзэлхүүн, тодорхой хэлбэргүй байдаг.
Шингэн ба хий нь "шингэн" гэж тооцогддог тул эдгээрт молекулууд нь тэдгээрийг агуулсан саванд хөдөлж, тангенциал хүчээр үйлчлэх үед сул уялдаатай хүчээр нэгддэг. Шингэн гэдэг нь байнгын хөдөлгөөнд ордог систем юм.
Хатуу биетүүд түүнд үйлчлэх хүчийг дамжуулдаг бол шингэн ба хийд даралтыг дамжуулдаг.
ПАСКАЛЫН ЗАРЧИМ
Францын физикч, математикч Блез Паскаль магадлалын онол, математик, байгалийн түүхэнд янз бүрийн хувь нэмэр оруулсан. Хамгийн сайн мэддэг зүйл бол шингэний зан үйлийн талаархи түүний нэрийг агуулсан зарчим юм. [2]
Паскалын зарчмын мэдэгдэл
Паскалын зарчим хаалттай, шахагдаагүй шингэний аль ч хэсэгт үзүүлэх даралтыг шингэний бүх чиглэлд ижил хэмжээгээр дамжуулдаг, өөрөөр хэлбэл шингэн доторх даралт тогтмол байдаг гэж мэдэгджээ. [3].
Паскаль зарчмын жишээг Зураг 3-аас харж болно. Цоорхойг саванд хийж бөглөөд дараа нь усаар (шингэн) дүүргээд тагийг нь тавина. Савны таган дээр хүч түрхэхэд бүх чиглэлд тэнцэх хэмжээний даралтыг усан дотор байрлуулж, нүхэнд байсан үйсэн бүх зүйлийг гадагшлуулна.
Түүний хамгийн сайн мэддэг туршилтуудын нэг бол Паскальгийн тариур юм. Тариурыг шингэнээр дүүргэж гуурстай холбож, тариурын поршинд даралт өгөхөд шингэн нь хоолой тус бүрт ижил өндөрт хүрэв. Тиймээс тайван байдалд байгаа шингэний даралтын өсөлт нь эзэлхүүн, бүх чиглэлд жигд дамждаг болохыг тогтоожээ. [4].
ПАСКАЛИЙН ЗАРЧИМЫН ХЭРЭГЛЭЭ
Програмууд Паскалын зарчим Эдгээр нь гидравлик дарагч, өргөгч, тоормос, залгуур гэх мэт олон тооны гидравлик тоног төхөөрөмжүүдээс өдөр тутмын амьдралд харагддаг.
Гидравлик дарагч
Гидравлик дарагч энэ нь хүчийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог төхөөрөмж юм. Паскалын зарчим дээр суурилсан үйл ажиллагааны зарчмыг пресс, цахилгаан шат, тоормос, олон төрлийн гидравлик төхөөрөмжид ашигладаг.
Энэ нь өөр өөр талбайнууд, тос (эсвэл бусад шингэн) -ээр дүүргэж, хоорондоо холбогдсон хоёр цилиндрээс бүрдэнэ. Мөн цилиндрт багтах 5 поршений буюу поршенийг байрлуулсан бөгөөд ингэснээр тэдгээр нь шингэнтэй холбоо тогтооно. [XNUMX].
Гидравлик прессийн жишээг Зураг 4-т үзүүлэв. А1 талбай багатай бүлүүрт F1 хүч үйлчлэхэд цилиндр дотор шууд дамждаг шингэн дотор даралт үүсдэг. А2 том талбайтай поршений хувьд А2 / А2 талбайн харьцаанаас хамаарч хэрэглэснээс хамаагүй их F1 хүчийг мэдэрдэг.
Дасгал 1. Машин өргөхдөө та гидравлик үүр барихыг хүсч байна. Гидравлик хуц поршений голч нь ямар харьцаатай байх ёстой вэ, ингэснээр 100 Н хүчийг хэрэглэснээр 2500 кг жинтэй автомашиныг том поршений дээр өргөх боломжтой вэ? 5-р зургийг үзнэ үү.
Шийдэл
Гидравлик үүрэнд Паскалын зарчим хэрэгждэг бөгөөд энэ нь гидравлик үүрний доторх тосны даралт ижил боловч поршенууд өөр өөр талбайтай үед хүчийг “үржүүлдэг”. Гидравлик үүрний поршений харьцааг тодорхойлохын тулд:
- 2.500 кг жинтэй өргөх гэж байгаа машины жинг харгалзан Ньютоны хоёрдахь хуулийг ашиглан машины жинг тодорхойл. [6]
Та нийтлэлийг үзэхийг урьж байна Ньютоны хуулиудыг "ойлгоход хялбар"
- Паскалын зарчмыг мөрдөж, поршений даралтыг тэнцүү болгоно.
- Поршений талбайн хамаарлыг цэвэрлэж, утгыг орлуулна. Зураг 6-г үзнэ үү.
Чиглүүрүүдийн талбай нь 24,52 харьцаатай байх ёстой, жишээлбэл, хэрэв та 3см радиустай жижиг поршений (А талбай)1= 28,27 см2), том поршений радиус 14,8 см байх ёстой (талбай А2= 693,18 см2).
Гидравлик цахилгаан шат
Гидравлик өргөгч нь хүнд зүйл өргөхөд ашигладаг механик төхөөрөмж юм. Гидравлик өргөгчийг олон автомашины дэлгүүрүүдэд тээврийн хэрэгслийн засварын ажлыг гүйцэтгэхэд ашигладаг.
Гидравлик өргөгчийн ажиллагаа нь Паскалийн зарчим дээр суурилдаг. Лифтүүд нь поршений даралтыг дамжуулахад ихэвчлэн тос хэрэглэдэг. Цахилгаан хөдөлгүүр нь хамгийн бага талбайтай бүлүүрт даралт үүсгэдэг гидравлик насосыг идэвхжүүлдэг. Хамгийн том талбайтай поршений хувьд хүчийг "үржүүлж", засах гэж буй тээврийн хэрэгслийг өргөх боломжтой болно. Зураг 7-ийг үзнэ үү.
Дасгал 2. Хамгийн бага поршений талбай нь 28 см2, хамгийн том поршенийх нь 1520 см2 болох гидравлик лифтээр өргөх хамгийн их ачааллыг ол. зураг 500.
Шийдэл:
Гидравлик өргөгчдөд Паскалын зарчим хэрэгждэг тул поршений даралт нь тэнцүү байх тул жижиг поршений хамгийн их хүчийг мэдэж байх тул том поршений хамгийн их хүчийг тооцоолно (F2), Зураг 9-т үзүүлэв.
Өргөх боломжтой хамгийн их жинг (F2) мэдэж байгаа тул массыг Ньютоны хоёрдахь хууль [6] ашиглан тодорхойлдог тул 2766,85 кг хүртэл жинтэй тээврийн хэрэгслийг өргөж болно. Зураг 10-ыг харна уу. Зураг 8-т харуулсан хүснэгтээс харахад тээврийн хэрэгслийн дундаж жингийн дунджаар лифт нь дунджаар 2.500 кг жинтэй авсаархан автомашин өргөх боломжтой болно.
Гидравлик тоормос
Тоормосыг тээврийн хэрэгсэлд удаашруулах эсвэл бүрэн зогсоох зорилгоор ашигладаг. Ерөнхийдөө гидравлик тоормос нь зураг дээр харуулсан шиг механизмтай байдаг. Тоормосны дөрөө дээр дарахад жижиг талбайн поршений хүчийг дамжуулдаг. Хэрэглэсэн хүч нь тоормосны шингэн дотор даралт үүсгэдэг. [7].
Шингэн дотор даралтыг бүх чиглэлд, хүчийг өсгөсөн хоёр дахь поршень хүртэл дамжуулдаг. Поршень нь диск эсвэл бөмбөр дээр ажилладаг бөгөөд тээврийн хэрэгслийн дугуйг тоормослодог.
Дүгнэлт
Паскалын зарчим тайван байдалд байгаа шахагдаагүй шингэний хувьд даралт нь шингэний хэмжээнд тогтмол байдаг гэж мэдэгджээ. Хаалттай шингэний аль ч хэсэгт үзүүлэх даралтыг бүх чиглэл, мэдрэхүйд адилхан дамжуулдаг.
Програмуудын дунд Паскалын зарчим Пресс, цахилгаан шат, тоормос, хүрд гэх мэт олон тооны гидравлик тоног төхөөрөмжүүд байдаг бөгөөд төхөөрөмжийн цохилуур дахь талбайн хамаарлын дагуу хүчийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Манай вэбсайт дээрээс хянахаа бүү зогсоо Ньютоны хууль, Термодинамикийн зарчим, Бернуллийн зарчим бусад нь маш сонирхолтой.