Il-Prinċipju ta 'Pascal [spjegat faċilment]
Il-fiżiku u l-matematiku Franċiż Blaise Pascal (1623-1662), għamel diversi kontribuzzjonijiet għat-teorija tal-probabbiltà, il-matematika u l-istorja naturali. L-iktar magħruf huwa l-prinċipju ta 'Pascal, dwar l-imġieba tal-fluwidi.
Il-postulat ta 'Pascal huwa pjuttost sempliċi, faċli biex tinftiehem u utli ħafna. Permezz ta 'esperimenti, Pascal isib li l-pressjoni f'likwidi, fi stat ta' mistrieħ, hija trasmessa b'mod uniformi matul il-volum u fid-direzzjonijiet kollha.
Dikjarazzjoni ta 'Pascal, Ibbażat fuq l-istudju tal-fluwidi, jintuża għad-disinn ta 'varjetà wiesgħa ta' tagħmir idrawliku bħal presses, liftijiet, brejkijiet tal-karozzi, fost oħrajn.
Kunċetti bażiċi biex tifhem il-Prinċipju ta 'Pascal
Pressjoni
Il-pressjoni huwa l-proporzjon tal-forza applikata għal kull unità ta 'erja. Huwa mkejjel f'unitajiet bħal Pascal, bar, atmosfera, kilogrammi kull ċentimetru kwadru, psi (libbra kull pulzier kwadru), fost oħrajn. [1]
Il-pressjoni huwa inversament proporzjonali għall-wiċċ jew l-erja applikata: iktar ma tkun kbira ż-żona, inqas tkun pressjoni, inqas tkun iż-żona, iktar tkun kbira l-pressjoni. Pereżempju, fil-Figura 2 forza ta '10 N hija eżerċitata fuq dwiefer li l-ponta tiegħu għandha erja żgħira ħafna, filwaqt li l-istess forza ta' 10 N hija applikata fuq skarpell li l-ponta tiegħu għandha erja akbar mill-ponta tad-dwiefer. Peress li d-dwiefer għandu ponta żgħira ħafna, il-forza kollha hija applikata fuq il-ponta tagħha, u teżerċita pressjoni kbira fuqu, waqt li fil-burdum, iż-żona l-kbira tippermetti li l-forza tiġi mqassma aktar, u tiġġenera inqas pressjoni.
Dan l-effett jista 'jiġi osservat ukoll fir-ramel jew fis-silġ. Jekk mara tilbes żarbun ta 'l-isport jew żarbun ta' l-għarqub żgħir ħafna, b'żarbun ta 'l-għarqub tas-saqajn irqaq ħafna għandu t-tendenza li jegħreq aktar billi l-piż kollu tiegħu huwa kkonċentrat f'żona żgħira ħafna (l-għarqub).
Pressjoni idrostatika
Hija l-pressjoni eżerċitata minn fluwidu mistrieħ fuq kull waħda mill-ħitan tal-kontenitur li fiha l-fluwidu. Dan għaliex il-likwidu jieħu l-forma tal-kontenitur u huwa mistrieħ, bħala konsegwenza, jiġri li forza uniformi taġixxi fuq kull waħda mill-ħitan.
Fluwidi
Il-materja tista 'tkun fi stat solidu, likwidu, gassuż jew fil-plażma. Il-materja fi stat solidu għandha forma u volum definiti. Il-likwidi għandhom volum definit, iżda mhux forma definita, u jadottaw il-forma tal-kontenitur li jkun fih, filwaqt li l-gassijiet la għandhom volum definit u lanqas forma definita.
Likwidi u gassijiet huma meqjusa bħala "fluwidi", peress li, f'dawn, il-molekuli huma miżmuma flimkien minn forzi ta 'koeżjoni dgħajfa, meta jkunu soġġetti għal forzi tanġenzjali għandhom it-tendenza li jiċċirkolaw, jimxu fil-kontenitur li jkun fihom. Il-fluwidi huma sistemi li jinsabu f'moviment kostanti.
Solidi jittrażmettu l-forza li hija eżerċitata fuqu, waqt li fil-likwidi u l-gassijiet tiġi trasmessa l-pressjoni.
IL-PRINĊIPJU TA 'PASCAL
Il-fiżiku u matematiku Franċiż Blaise Pascal, għamel diversi kontribuzzjonijiet fit-teorija tal-probabbiltà, fil-matematika u fl-istorja naturali. L-iktar magħruf huwa l-prinċipju li jġib ismu fuq l-imġieba tal-fluwidi. [2]
Dikjarazzjoni tal-Prinċipju ta 'Pascal
Il-prinċipju ta 'Pascal jiddikjara li l-pressjoni eżerċitata kullimkien fi fluwidu magħluq u inkompressibbli hija trasmessa b'mod ugwali fid-direzzjonijiet kollha matul il-fluwidu, jiġifieri, il-pressjoni matul il-fluwidu hija kostanti. [3].
Eżempju tal-prinċipju ta 'Pascal jista' jidher fil-Figura 3. It-toqob saru f'kontenitur u b'tapp, imbagħad jimtlew bl-ilma (fluwidu) u tqiegħed għatu. Meta tiġi applikata forza fuq l-għatu tal-kontenitur, tiġi ppreżentata pressjoni fl-ilma li hija ugwali fid-direzzjonijiet kollha, u tagħmel is-sufri kollha li kienu fit-toqob joħorġu.
Wieħed mill-iktar esperimenti magħrufa tiegħu kien dak tas-siringa ta 'Pascal. Is-siringa kienet mimlija b'likwidu u mqabbda ma 'tubi, meta kienet eżerċitata pressjoni fuq il-planġer tas-siringa, il-likwidu tela' għall-istess għoli f'kull wieħed mit-tubi. Għalhekk, instab li ż-żieda fil-pressjoni ta 'likwidu li jkun mistrieħ hija trasmessa b'mod uniformi fil-volum kollu u fid-direzzjonijiet kollha. [4].
APPLIKAZZJONIJIET TAL - PRINĊIPJU PASCAL
L - applikazzjonijiet tal - Il-prinċipju ta 'Pascal Jistgħu jidhru fil-ħajja ta 'kuljum f'diversi tagħmir idrawliku bħal presses idrawliċi, paranki, brejkijiet u ġakkijiet.
Stampa idrawlika
L-istampa idrawlika huwa apparat li jippermetti li jamplifika l-forzi. Il-prinċipju ta 'tħaddim, ibbażat fuq il-prinċipju ta' Pascal, jintuża fi preses, liftijiet, brejkijiet, u f'varjetà wiesgħa ta 'apparat idrawliku.
Din tikkonsisti f'żewġ ċilindri, ta 'żoni differenti, mimlijin biż-żejt (jew likwidu ieħor) u kkomunikati ma' xulxin. Żewġ planġers jew pistuni jitqiegħdu wkoll li jidħlu fiċ-ċilindri, sabiex ikunu f'kuntatt mal-fluwidu. [5].
Eżempju ta 'pressa idrawlika jidher fil-figura 4. Meta tiġi applikata forza F1 fuq il-pistun b'erja iżgħar A1, tinħoloq pressjoni fil-likwidu li tiġi trasmessa istantanjament ġewwa ċ-ċilindri. Fil-pistun b'erja ikbar A2, tiġi esperjenzata forza F2, ħafna akbar minn dik applikata, li tiddependi fuq il-proporzjonijiet taż-żoni A2 / A1.
Eżerċizzju 1. Biex terfa 'karozza, trid tibni ġakk idrawliku. X'relazzjoni għandu jkollhom id-dijametri tal-pistuni idrawliċi tal-muntun sabiex billi tapplika forza ta '100 N tkun tista' tgħolli karozza ta '2500 kg fuq il-pistun l-akbar? Ara l-figura 5.
Soluzzjoni
Fil-ġakkijiet idrawliċi, il-prinċipju ta 'Pascal huwa sodisfatt, fejn il-pressjoni taż-żejt ġewwa l-ġakk idrawliku hija l-istess, iżda l-forzi huma "multiplikati" meta l-pistuni għandhom żoni differenti. Biex tiddetermina l-proporzjon taż-żona tal-pistuni tal-jack idrawliċi:
- Minħabba l-massa tal-karozza, 2.500 kg, li trid terfa ', iddetermina l-piż tal-karozza billi tuża t-tieni liġi ta' Newton. [6]
Nistednuk biex tara l-artiklu Il-liġijiet ta 'Newton "faċli biex tinftiehem"
- Il-prinċipju ta 'Pascal huwa applikat, li jġib l-istess pressjoni fuq il-pistuni.
- Ir-relazzjoni taż-żona tal-planġers hija kklerjata u l-valuri sostitwiti. Ara l-figura 6.
Iż-żoni tal-pistun għandu jkollhom proporzjon ta '24,52, per eżempju, jekk għandek pistun żgħir b'raġġ ta' 3 cm (erja A1= 28,27 ċm2), il-planġer il-kbir għandu jkollu raġġ ta ’14,8 cm (erja A2= 693,18 ċm2).
Elevatur idrauliku
Lift idrawliku huwa apparat mekkaniku użat biex jerfa 'oġġetti tqal. Il-liftijiet idrawliċi jintużaw f'ħafna ħwienet tal-karozzi biex isiru tiswijiet taħt il-vettura.
It-tħaddim ta 'liftijiet idrawliċi huwa bbażat fuq il-prinċipju ta' Pascal. L-elevaturi ġeneralment jużaw żejt għat-trasmissjoni tal-pressjoni lejn il-pistuni. Mutur elettriku jattiva pompa idrawlika li teżerċita pressjoni fuq il-pistun bl-iżgħar erja. Fil-pistun bl-akbar erja, il-forza hija "mmultiplikata", u tkun tista 'terfa' l-vetturi biex jiġu msewwija. Ara l-figura 7.
Eżerċizzju 2. Sib it-tagħbija massima li tista 'titneħħa b'lift idrawliku li l-erja tal-iżgħar pistun tagħha hija 28 cm2, u dik tal-akbar pistun hija 1520 cm2, meta l-forza massima li tista' tiġi applikata hija 500 N. Ara figura 8.
Soluzzjoni:
Peress li l-prinċipju ta 'Pascal huwa sodisfatt fil-lifters idrawliċi, il-pressjonijiet fuq il-pistuni jkunu ugwali, u b'hekk tkun taf il-forza massima li tista' tiġi applikata fuq il-pistun iżgħar, il-forza massima li se tkun eżerċitata fuq il-pistun il-kbir hija kkalkulata (F2), kif muri fil-figura 9.
Billi taf il-piż massimu (F2) li jista 'jitneħħa, il-massa tiġi determinata bl-użu tat-tieni liġi ta' Newton [6], u b'hekk vetturi li jiżnu sa 2766,85 kg jistgħu jiġu merfugħa. Ara l-figura 10. Skond it-tabella fil-figura 8, tal-mases medji tal-vettura, karozzi kumpatti biss b'massa medja ta '2.500 kg jistgħu jintrefgħu bil-lift.
Brejkijiet idrawliċi
Il-brejkijiet jintużaw fuq vetturi biex inaqqsuhom jew iwaqqfuhom kompletament. Ġeneralment, brejkijiet idrawliċi għandhom mekkaniżmu bħal dak muri fil-figura. It-tneħħija tal-pedala tal-brejk tapplika forza li tiġi trasmessa lil pistun ta 'żona żgħira. Il-forza applikata toħloq pressjoni ġewwa l-fluwidu tal-brejk. [7].
Fil-likwidu l-pressjoni tiġi trasmessa fid-direzzjonijiet kollha, sat-tieni pistun fejn il-forza tkun amplifikata. Il-pistun jaġixxi fuq diski jew tnabar biex ibbrejkja t-tajers tal-vettura.
KONKLUŻJONIJIET
Il-prinċipju ta 'Pascal jiddikjara li, għal fluwidi inkompressibbli waqt il-mistrieħ, il-pressjoni hija kostanti fil-fluwidu kollu. Il-pressjoni eżerċitata kullimkien fil-fluwidu magħluq hija trasmessa b'mod ugwali fid-direzzjonijiet u s-sensi kollha.
Fost l - applikazzjonijiet tal - Il-prinċipju ta 'Pascal Hemm bosta tagħmir idrawliku bħal presses, liftijiet, brejkijiet u ġakkijiet, apparati li jippermettu li jamplifikaw il-forzi, skont relazzjoni ta 'żoni fil-planġers tal-apparat.
Tieqafx tirrevedi fuq il-websajt tagħna l- Liġi ta 'Newton, Prinċipji termodinamiċi, L- Il-prinċipju ta 'Bernoulli fost oħrajn interessanti ħafna.