पास्कलचे तत्त्व [सहजपणे स्पष्ट केले]

फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आणि गणितज्ञ ब्लेस पास्कल (१1623२-1662-१-XNUMX२) यांनी संभाव्यता सिद्धांत, गणित आणि नैसर्गिक इतिहासात विविध योगदान दिले. द्रवपदार्थांच्या वर्तणुकीवर, पास्कलचे तत्व सर्वात चांगले ज्ञात आहे.

पास्कलची पोस्ट्युलेट हे अगदी सोपे, समजण्यास सोपे आणि खूप उपयुक्त आहे. प्रयोगांद्वारे, पास्कल यांना असे आढळले की द्रवपदार्थातील दाब, उर्वरित अवस्थेत, संपूर्ण खंड आणि सर्व दिशानिर्देशांमध्ये सारखा प्रसारित केला जातो.

पास्कल यांचे विधान, द्रवपदार्थाच्या अभ्यासावर आधारित, हे प्रेस, लिफ्ट, कार ब्रेक, यासारख्या विविध प्रकारच्या हायड्रॉलिक उपकरणांच्या डिझाइनसाठी वापरली जाते.

पास्कलचे तत्त्व समजून घेण्यासाठी मूलभूत संकल्पना

दबाव

दबाव प्रति युनिट क्षेत्रासाठी लागू केलेल्या शक्तीचे प्रमाण आहे. हे इतरांमध्ये पास्कल, बार, वातावरण, किलोग्राम प्रति चौरस सेंटीमीटर, पीएसआय (प्रति चौरस इंच पाउंड) या युनिट्समध्ये मोजले जाते. [१]

दबाव लागू केलेल्या पृष्ठभागावर किंवा क्षेत्राच्या व्यतिरिक्त प्रमाणात आहे: क्षेत्र जितके जास्त असेल तितके दबाव, क्षेत्र जितके कमी असेल तितके दबाव. उदाहरणार्थ, आकृती 2 मध्ये नखांवर 10 एनची शक्ती तयार केली गेली आहे ज्याच्या टोकाला फारच लहान क्षेत्र आहे, तर 10 एनची समान शक्ती छिन्नीवर लागू केली जाते ज्याच्या टोकाला नखेच्या टोकापेक्षा मोठे क्षेत्र असते. नखेला फारच लहान टीप असल्यामुळे सर्व शक्ती त्याच्या टोकाला लावली जाते, त्यावर जोरदार दबाव आणला जातो, छिन्नीमध्ये, मोठे क्षेत्र कमी दबाव निर्माण करून शक्ती अधिक वितरित करण्यास अनुमती देते.

हा प्रभाव वाळू किंवा बर्फामध्ये देखील दिसून येतो. जर एखाद्या महिलेने स्पोर्ट्स बूट किंवा खूप लहान टाचचा बूट घातला असेल तर, अगदी बारीक-पायाच्या टाचचा जोडा असला तर त्याचे सर्व वजन अगदी लहान भागात (टाच) केंद्रित असल्याने ते अधिकच बुडत असते.

हायड्रोस्टेटिक दबाव

कंटेनरच्या प्रत्येक भिंतीवर द्रवपदार्थ असलेल्या प्रेशरद्वारे दबाव टाकला जातो ज्यामध्ये द्रव असतो. हे असे आहे कारण द्रव कंटेनरचा आकार घेतो आणि विश्रांती घेते, परिणामी, असे घडते की समान भिंती प्रत्येक भिंतीवर कार्य करते.

द्रवपदार्थ

पदार्थ घन, द्रव, वायू किंवा प्लाझ्मा अवस्थेत असू शकते. ठोस अवस्थेतील प्रकरणाचा निश्चित आकार आणि व्हॉल्यूम असतो. द्रवपदार्थाची निश्चित मात्रा असते, परंतु त्यास निश्चित आकार नसतो, त्यामध्ये असलेल्या कंटेनरचा आकार स्वीकारतो, तर वायूंमध्ये निश्चित खंड नसतो किंवा निश्चित आकार नसतो.

द्रव आणि वायूंना "द्रवपदार्थ" मानले जाते, कारण यामध्ये, रेणू दुर्बल एकत्रित सैन्याद्वारे एकत्रित केले जातात, जेव्हा ते स्पर्शिक शक्तींच्या अधीन असतात तेव्हा ते वाहतात त्या कंटेनरमध्ये फिरतात. द्रव निरंतर गतीशील अशी प्रणाली आहेत.

घन पदार्थ त्याद्वारे तयार केलेली शक्ती संक्रमित करतात, तर द्रव आणि वायूंमध्ये दबाव संक्रमित केला जातो.

पास्कलचे प्रिन्सिपल

फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ आणि गणितज्ञ ब्लेझ पास्कल यांनी संभाव्यता सिद्धांत, गणित आणि नैसर्गिक इतिहासात विविध योगदान दिले. द्रवपदार्थाच्या वागणुकीवर त्याचे नाव असलेले तत्व सर्वात प्रसिद्ध आहे. [2]

पास्कलच्या तत्त्वाचे विधान

पास्कलचे तत्त्व असे म्हटले आहे की बंदिस्त आणि न संकोचनीय द्रवपदार्थामध्ये कोठेही दबाव आणला गेला तर द्रवपदार्थाच्या सर्व दिशांमध्ये समान रीतीने प्रसारित केला जातो, म्हणजेच द्रवपदार्थावरील दबाव सतत असतो. [3].

पास्कलच्या तत्त्वाचे उदाहरण आकृती 3 मध्ये पाहिले जाऊ शकते. भोक कंटेनरमध्ये बनविले गेले होते आणि कॉर्कने झाकलेले होते, त्यानंतर पाणी (द्रव) भरलेले होते आणि झाकण ठेवलेले होते. जेव्हा कंटेनरच्या झाकणावर शक्ती लागू केली जाते तेव्हा पाण्यात एक दाब तयार केला जातो जो सर्व दिशांना समान असतो, ज्यामुळे छिद्रांमधील सर्व कॉर्क्स बाहेर पडतात.

त्याचा सर्वात चांगला प्रयोग म्हणजे पास्कलच्या सिरिंजचा. सिरिंज द्रव भरलेले होते आणि काही नळ्याशी जोडलेले होते, जेव्हा सिरिंजच्या सपाट्यावर दबाव आणला जात होता तेव्हा द्रव प्रत्येक नळ्यामध्ये समान उंचीवर वाढला होता. अशाप्रकारे असे आढळले की उर्वरित द्रवाच्या दाबाची वाढ संपूर्ण खंड आणि सर्व दिशानिर्देशांमध्ये एकसारखी संक्रमित केली जाते. []].

मूळ तत्त्वाचे अर्ज

च्या अनुप्रयोग पास्कलचे तत्त्व ते दररोजच्या जीवनात हायड्रॉलिक प्रेस, फलक, ब्रेक आणि जॅकसारख्या असंख्य हायड्रॉलिक उपकरणांमध्ये पाहिले जाऊ शकतात.

हायड्रॉलिक प्रेस

हायड्रॉलिक प्रेस हे एक असे साधन आहे जे सैन्य वाढविण्याची परवानगी देते. ऑपरेटिंग तत्व, पास्कलच्या तत्त्वावर आधारित, प्रेस, लिफ्ट, ब्रेक आणि विविध प्रकारच्या हायड्रॉलिक उपकरणांमध्ये वापरले जाते.

यात दोन सिलिंडर्स असतात, वेगवेगळ्या क्षेत्रांचे, तेलेने भरलेले (किंवा इतर द्रव) आणि एकमेकांशी संवाद साधतात. तेथे दोन प्लंगर किंवा पिस्टन देखील आहेत जे सिलेंडर्समध्ये बसतात, जेणेकरून ते द्रवपदार्थाच्या संपर्कात असतील. []].

हायड्रॉलिक प्रेसचे उदाहरण आकृती 4 मध्ये दर्शविले आहे. जेव्हा लहान एरिया ए 1 च्या पिस्टनवर फोर्स एफ 1 लावला जातो तेव्हा द्रव मध्ये एक दबाव तयार होतो जो त्वरित सिलिंडरच्या आत संक्रमित होतो. मोठ्या एरिया ए 2 असलेल्या पिस्टनमध्ये, एफ 2 ची ताकद अनुभवी आहे, जे लागू होण्यापेक्षा कितीतरी जास्त आहे, जे ए 2 / ए 1 च्या क्षेत्राच्या प्रमाणात अवलंबून असते.

व्यायाम १. कार उंच करण्यासाठी तुम्हाला हायड्रॉलिक जॅक बांधायचा आहे. हायड्रॉलिक रॅम पिस्टनच्या व्यासांचे काय संबंध असावेत जेणेकरुन 1 एनची शक्ती लागू केल्यास ते 100 किलोची गाडी मोठ्या पिस्टनवर चढवू शकेल? आकृती 2500 पहा.

ऊत्तराची

हायड्रॉलिक जॅकमध्ये, पास्कलचे तत्व पूर्ण केले जाते, जेथे हायड्रॉलिक जॅकच्या आत तेलाचा दाब समान असतो, परंतु पिस्टनचे वेगवेगळे क्षेत्र असतात तेव्हा सैन्याने “गुणाकार” केले जातात. हायड्रॉलिक जॅक पिस्टनचे क्षेत्र प्रमाण निश्चित करण्यासाठी:

• आपल्याला उचलण्याची इच्छा असलेल्या 2.500 किलो किंमतीच्या कारची संख्या दिल्यास आपण न्यूटनचा दुसरा कायदा वापरुन कारचे वजन निश्चित करू शकता. []]

आम्ही लेख पाहण्यासाठी आमंत्रित करतो न्यूटनचे कायदे "समजण्यास सोपे"

• पास्कलचे तत्त्व लागू केले आहे, पिस्टनमधील दाब समान केले.
• प्लंगर्सचे क्षेत्र संबंध साफ केले जातात आणि मूल्ये प्रतिस्थापित होतात. आकृती 6 पहा.

पिस्टन क्षेत्राचे प्रमाण 24,52 असावे, उदाहरणार्थ, जर आपल्याकडे 3 सेमी त्रिज्यासह क्षेत्रफळ असलेले लहान पिस्टन असेल तर (क्षेत्र ए)₁= 28,27 सेमी²), मोठ्या प्लंगरची परिमाण 14,8 सेंमी (क्षेत्र अ.) असावे₂= 693,18 सेमी²).

Hidraulic लिफ्ट

हायड्रॉलिक लिफ्ट हे एक यांत्रिक उपकरण आहे ज्यात जड वस्तू उचलण्यासाठी वापरले जाते. वाहनांच्या दुरुस्तीसाठी अनेक वाहन दुकानांमध्ये हायड्रॉलिक लिफ्टचा वापर केला जातो.

हायड्रॉलिक लिफ्टचे ऑपरेशन पास्कलच्या तत्त्वावर आधारित आहे. लिफ्ट सामान्यतः पिस्टनमध्ये दबाव आणण्यासाठी तेल वापरतात. इलेक्ट्रिक मोटर एक हायड्रॉलिक पंप सक्रिय करते जे सर्वात लहान क्षेत्रासह पिस्टनवर दबाव आणते. सर्वात मोठ्या क्षेत्रासह असलेल्या पिस्टनमध्ये, दुरुस्ती करण्यासाठी वाहने उंचावण्यास सक्षम असल्याने, शक्ती "गुणाकार" आहे. आकृती 7 पहा.

व्यायाम २. हायड्रॉलिक लिफ्टने उचलले जाणारे जास्तीत जास्त भार शोधा ज्याच्या सर्वात लहान पिस्टनचे क्षेत्रफळ २ cm सेंमी २ आहे, आणि सर्वात मोठे पिस्टनचे क्षेत्र १ 2२० सेंमी २ आहे, जेव्हा लागू केले जास्तीत जास्त शक्ती N०० एन असेल. आकृती 28.

ऊत्तराची:

हायड्रॉलिक लिफ्टर्समध्ये पास्कलचे तत्व पूर्ण झाल्यामुळे, पिस्टनवरील दबाव समान होईल, अशा प्रकारे लहान पिस्टनवर लागू होणारी जास्तीत जास्त शक्ती जाणून घेतल्यास, मोठ्या पिस्टनवर वापरल्या जाणार्‍या जास्तीत जास्त शक्तीची गणना केली जाईल (एफ 2), आकृती 9 मध्ये दर्शविले आहे.

उचलले जाणारे जास्तीत जास्त वजन (एफ 2) माहित करून न्यूटनचा दुसरा कायदा [6] वापरून वस्तुमान निश्चित केले जाते, अशा प्रकारे 2766,85 किलो वजनाच्या वाहनांना उचलले जाऊ शकते. आकृती 10 पहा. सर्वसाधारण वाहनांच्या आकृती 8 मधील सारणीनुसार, लिफ्ट केवळ सरासरी 2.500 किलो वस्तुमान असलेल्या कॉम्पॅक्ट कार उचलण्यास सक्षम असेल.

हायड्रॉलिक ब्रेक

ब्रेकचा वापर वाहनांवर धीमा करण्यासाठी किंवा त्यांना पूर्णपणे थांबविण्यासाठी केला जातो. सर्वसाधारणपणे, हायड्रॉलिक ब्रेक्समध्ये आकृतीमध्ये दाखविल्याप्रमाणे यंत्रणा असते. ब्रेक पेडलला निराश करणं हे एक बल लागू करते जे छोट्या एरिया पिस्टनमध्ये प्रसारित होते. लागू केलेली शक्ती ब्रेक द्रव आत एक दबाव निर्माण करते. [7].

द्रव मध्ये दबाव सर्व दिशानिर्देशांमध्ये प्रसारित केला जातो, दुसर्या पिस्टनपर्यंत, जेथे शक्ती वाढविली जाते. पिस्टन वाहनाचे टायर तोडण्यासाठी डिस्क किंवा ड्रमवर कार्य करतो.

निष्कर्ष

पास्कलचे तत्त्व नमूद करते की, विश्रांती घेताना संकुचित द्रव्यांसाठी, संपूर्ण द्रवपदार्थामध्ये दबाव स्थिर असतो. बंद द्रवपदार्थामध्ये कोठेही दबाव आणलेला दबाव सर्व दिशानिर्देशांमध्ये समान रीतीने प्रसारित केला जातो.

च्या अनुप्रयोगांपैकी पास्कलचे तत्त्व डिव्हाइसच्या प्लंबर्समधील क्षेत्राच्या संबंधानुसार असंख्य हायड्रॉलिक उपकरणे आहेत जसे की प्रेस, लिफ्ट, ब्रेक आणि जॅक्स, अशी उपकरणे जो सैन्य वाढविण्यास परवानगी देतात.

आमच्या वेबसाइटवर पुनरावलोकन करणे थांबवू नका न्यूटन कायदा, थर्मोडायनामिक तत्त्वे, अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना Bernoulli तत्त्व इतरांपैकी खूप मनोरंजक.

रेफरेंसिस

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