पास्कलको सिद्धान्त [सजीलो व्याख्या गरिएको]

फ्रान्सेली भौतिक विज्ञ र गणितज्ञ Blaise Pascal (१ 1623२-1662-१-XNUMX२), सम्भाव्यता, गणित र प्राकृतिक इतिहासको सिद्धान्तमा विभिन्न योगदान पुर्‍यायो। सबैभन्दा धेरै परिचित तरलहरूको व्यवहारमा, पास्कलको सिद्धान्त हो।

पास्कलको पोष्टेट यो एकदम सरल, बुझ्न सजिलो र धेरै उपयोगी छ। प्रयोगहरूको माध्यमबाट, पास्कलले पत्ता लगाए कि तरल पदार्थको दबाब, आरामको अवस्थामा, भोल्युम र सबै दिशामा समान रूपमा प्रसारित हुन्छ।

पास्कलको कथन, तरलताको अध्ययनको आधारमा, यो हाइड्रोलिक उपकरणहरूको विभिन्न किसिमको प्रेस, लिफ्ट, कार ब्रेक, र अन्यमा डिजाइनको लागि प्रयोग गरिन्छ।

पास्कलको सिद्धान्त बुझ्नको लागि मूल अवधारणाहरू

दबाव

दबाब प्रति इकाई क्षेत्रमा लागू बलको अनुपात हो। यो पास्कल, बार, वातावरण, किलोग्राम प्रति वर्ग सेन्टीमिटर, पीएसआई (प्रति वर्ग इन्च पाउन्ड), जस्तै अन्यमा मापन गरिएको छ। [१]

दबाब लागू गरिएको सतह वा क्षेत्रको विपरित समानुपातिक हुन्छ: ठूलो क्षेत्र, कम चाप, कम क्षेत्र, अधिक दबाव। उदाहरण को लागी, चित्र २ मा १० N को एक बल नेलमा प्रयोग गरिएको छ जसको टुप्पोको सानो क्षेत्र हुन्छ, जबकि १० N को समान बल एक छेस्कोमा लागू गरिन्छ जसको टुक्रो नेलको टिप भन्दा ठूलो क्षेत्र हुन्छ। न theको धेरै सानो टिप भएको हुनाले, सबै शक्ति यसको टिपमा लागु हुन्छ, त्यसमा ठूलो दबाब दिँदैछ, जबकि छेस्कोमा ठूलो क्षेत्रले बललाई बढी वितरण गर्न अनुमति दिन्छ, कम चाप उत्पन्न गर्दछ।

यो प्रभाव बालुवा वा हिउँमा पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ। यदि कुनै महिलाले खेलको जुत्ता वा धेरै सानो हिलको जुत्ता लगाउँदछ भने, एकदम राम्रो-खुट्टाको जुत्ता भएको जुत्ता यसले अझ डुब्न थाल्छ किनकि यसको सबै तौल एकदम सानो क्षेत्र (एडी) मा केन्द्रित भएको छ।

हाइड्रोस्टेटिक दबाव

यो कन्टेनरको प्रत्येक भित्तामा आराम गरेर तरल पदार्थले बनेको दबाब हो। यो किनभने तरल पदार्थ कन्टेनरको आकार लिन्छ र यो आराममा छ, नतीजाको रूपमा, यो हुन्छ कि एक समान शक्तिले पर्खालहरू प्रत्येकमा कार्य गर्दछ।

फ्लुइड्स

मामला ठोस, तरल, ग्यास वा प्लाज्मा अवस्थामा हुन सक्छ। ठोस राज्यमा पदार्थको निश्चित आकार र भोल्युम हुन्छ। तरल पदार्थको परिभाषित मात्रा हुन्छ, तर परिभाषित आकार हुँदैन, ती कन्टेनरको आकार अपनाएर तिनीहरू समावेश गर्दछन्, जबकि ग्याँसहरूमा न परिभाषित खण्ड हुन्छ न परिभाषित आकार।

तरल पदार्थ र ग्याँसहरूलाई "तरल पदार्थ" मानिन्छ, किनकि यसमा, अणुहरू कमजोर सhes्घर्षित शक्तिहरूले सँगै समात्दछन्, जब उनीहरूलाई स्पर्शरेखीय शक्तिहरूको अधीनमा राखिन्छ, जसमा उनीहरू रहेको कन्टेनरमा सर्दछन्। फ्लुइडहरू त्यस्तो प्रणाली हुन् जुन स्थिर गतिमा हुन्छन्।

ठोसहरूले यसमा प्रयोग गरिएको बललाई प्रसारित गर्दछ जबकि तरल पदार्थ र ग्याँसहरूमा दबाव सार्छ।

पास्कलको प्रिन्सिपल

फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री र गणितज्ञ ब्लेज पास्कल, सम्भाव्यता सिद्धान्त, गणित, र प्राकृतिक इतिहास मा विभिन्न योगदान दिए। सबैभन्दा उत्तम ज्ञात सिद्धान्त हो जुन उसले तरलहरूको व्यवहारमा उसको नाम राख्छ। [2]

पास्कलको सिद्धान्तको बयान

पास्कलको सिद्धान्त बताउँछ कि कुनै पनि जोडिएको र incompressable तरल पदार्थ जहाँसुकै प्रयोग गरिएको दबाब तरलमा सबै दिशामा समान रूपमा प्रसारित हुन्छ, अर्थात्, तरल पदार्थ भर दबाब स्थिर छ। []]।

पास्कलको सिद्धान्तको उदाहरण चित्र in मा देख्न सकिन्छ। प्वालहरू कन्टेनरमा बनाइन्थ्यो र कर्कहरूले ढाकिएको थियो, त्यसपछि पानी (तरल पदार्थ) ले भरिएको थियो र एउटा ढक्कन राखिएको थियो। जब एउटा कन्टेनरको झाडमा बल प्रयोग गरिन्छ, पानीमा एक दबाब प्रस्तुत गरिन्छ जुन सबै दिशामा बराबर छ, जसले गर्दा सबै प्वालहरू बाहिर आउँदछन्।

उसको सब भन्दा प्रसिद्ध प्रयोगहरू पास्कलको सिरिन्जको थियो। सिरिंज तरल पदार्थले भरिएको थियो र केही ट्यूबहरूमा जडान गरिएको थियो, जब सिरिंजको प्लन्गरमा दबाब बढाइन्थ्यो, तरल प्रत्येक ट्यूबको उचाईमा उक्लियो। यसैले, यो पत्ता लाग्यो कि एक तरलको चाप बढेको छ जुन आराममा रहेको छ भोल्युम भर र सबै दिशाहरूमा समान रूपमा प्रसारित हुन्छ। []]।

PASCAL PRINCIPLE को आवेदन

को अनुप्रयोगहरु पास्कलको सिद्धान्त तिनीहरू दैनिक जीवनमा धेरै हाइड्रोलिक उपकरणहरूमा देख्न सकिन्छ जस्तै हाइड्रोलिक प्रेस, फहरा, ब्रेक र ज्याक।

हाइड्रोलिक प्रेस

हाइड्रोलिक प्रेस यो एक उपकरण हो जुन बल विस्तार गर्न अनुमति दिन्छ। अपरेटिंग सिद्धान्त, पास्कलको सिद्धान्तको आधारमा, प्रेस, लिफ्ट, ब्रेक, र विभिन्न प्रकारका हाइड्रोलिक उपकरणहरूमा प्रयोग हुन्छ।

यसमा दुई सिलिन्डरहरू हुन्छन्, विभिन्न क्षेत्रहरूका, तेलले भरिएको (वा अन्य तरल) र एक अर्कासँग सञ्चार गरिन्छ। त्यहाँ दुई प्लनगर वा पिस्टनहरू पनि छन् जुन सिलिन्डरमा फिट हुन्छ, जसले गर्दा तिनीहरू फ्लुइडको सम्पर्कमा छन्। []]।

एक हाइड्रोलिक प्रेसको उदाहरण चित्र in मा देखाइएको छ। जब एक बल F4 सानो क्षेत्र A1 को पिस्टनमा लागू हुन्छ, तरलमा एक दबाब सिर्जना हुन्छ जुन सिलिन्डर भित्र तुरून्त प्रसारित हुन्छ। ठूलो क्षेत्र A1 भएको पिस्टनमा, बल F2 अनुभव हुन्छ, जुन लागूको तुलनामा बढी हुन्छ, जुन क्षेत्र A2 / A2 को अनुपातमा निर्भर गर्दछ।

व्यायाम १. कार लिफ्ट गर्न, तपाई हाइड्रोलिक ज्याक निर्माण गर्न चाहानुहुन्छ। हाइड्रोलिक र्याम पिस्टनको व्यासकर्ताको के सम्बन्ध हुनुपर्दछ कि १०० एनको फोर्स लगाएर यसले ठूलो पिस्टनमा २1०० किलोग्रामको गाडी उठाउन सक्छ? चित्र 100 हेर्नुहोस्।

समाधान

हाइड्रोलिक ज्याकमा, पास्कलको सिद्धान्त पूरा हुन्छ, जहाँ हाइड्रोलिक ज्याक भित्र तेलको दबाब उही हुन्छ, तर पिस्टनको विभिन्न क्षेत्रहरू हुँदा सेनाहरू "गुणा" हुन्छन्। हाइड्रोलिक ज्याक पिस्टनको क्षेत्र अनुपात निर्धारित गर्न:

• कारको द्रव्यमानलाई, २, mass०० केजी, तपाईले उठाउन चाहानुहुन्छ, न्यूटनको दोस्रो कानून प्रयोग गरेर कारको तौल निर्धारण गर्नुहोस्। []]

हामी तपाईंलाई लेख हेर्न आमन्त्रित गर्दछौं न्यूटनका कानूनहरू "बुझ्न सजिलो"

• पास्कलको सिद्धान्त लागू हुन्छ, पिस्टनहरुमा दबाबहरु बराबर।
• प्लन्गरहरूको क्षेत्र सम्बन्ध खाली भयो र मानहरू प्रतिस्थापन भयो। चित्र 6 हेर्नुहोस्।

पिस्टन क्षेत्रहरूको अनुपात २ 24,52..3२ हुनुपर्दछ, उदाहरणका लागि, यदि तपाईंसँग cm सेमी (क्षेत्र A) को अर्धव्यासको सानो पिस्टन छ भने।₁= २.28,27.२XNUMX सेमी²), ठूलो प्लन्गरको दायरा १ 14,8..XNUMX सेमी (क्षेत्र A) हुनुपर्दछ₂= २.693,18.२XNUMX सेमी²).

Hidraulic लिफ्ट

एक हाइड्रोलिक लिफ्ट मेकानिकल उपकरण हो जुन भारी वस्तुहरू उठाउन प्रयोग गरिन्थ्यो। हाइड्रोलिक लिफ्टहरू धेरै अटो पसलहरूमा सवारी-मर्मतको कामको लागि प्रयोग गरिन्छ।

हाइड्रोलिक लिफ्टहरूको अपरेशन पास्कलको सिद्धान्तमा आधारित छ। लिफ्टहरूले सामान्यतया पिस्टनहरूमा दबाव सार्न तेलको प्रयोग गर्दछ। इलेक्ट्रिक मोटरले हाइड्रोलिक पम्प सक्रिय गर्दछ जुन सानो क्षेत्र भएको पिस्टनमा दबाब दिन्छ। सबैभन्दा ठूलो क्षेत्रको साथको पिस्टनमा, बल "गुणा" हुन्छ, सवारीहरू मर्मत गर्नका लागि उचाल्न सक्षम हुँदै। चित्र 7 हेर्नुहोस्।

व्यायाम २. अधिकतम लोड फेला पार्नुहोस् जुन हाइड्रोलिक लिफ्टको साथ लिन सकिन्छ जुन सानो पिस्टनको क्षेत्र २ cm सेमी २ हो, र सबैभन्दा ठूलो पिस्टनको १ 2२० सेमी २ हुन्छ, जब लागू गर्न सकिने अधिकतम बल N०० एन हुन्छ। चित्र।।

समाधान:

पास्कलको सिद्धान्त हाइड्रोलिक लिफ्टरमा पूरा भएकोले, पिस्टनहरूमा पर्ने दबाब बराबर हुनेछ, त्यसैले सानो पिस्टनमा लागू गर्न सकिने अधिकतम बल जानेर ठूलो पिस्टनमा प्रयोग गरिने अधिकतम बल गणना गरिन्छ (एफ २), चित्र figure मा देखाइएको छ।

अधिकतम तौल (एफ २) लाई थाहा पाएर जुन उठाउन सकिन्छ, यो द्रव्य न्यूटनको दोस्रो कानून []] को प्रयोग गरेर निर्धारित गरिन्छ, यसैले २ 2..6 kg किलोग्राम तौलका गाडीहरू उठाउन सकिन्छ। चित्र १० हेर्नुहोस्। चित्र figure मा तालिका अनुसार औसत गाडी जनस of्ख्या, २,2766,85०० केजीको औसत द्रव्यमान रहेको कम्प्याक्ट कार मात्र लिफ्टमा उचाल्न सकिन्छ।

हाइड्रोलिक ब्रेक

ब्रेकहरू गाडीहरूमा प्रयोग गरिन्छ तिनीहरूलाई ढिलो गर्न वा तिनीहरूलाई पूर्ण रूपमा रोक्न। सामान्यतया, हाइड्रोलिक ब्रेकमा आकृतिमा देखाइएको जस्तो संयन्त्र छ। ब्रेक पेडललाई निराश पार्ने बल लागू हुन्छ जुन सानो क्षेत्र पिस्टनमा प्रसारित हुन्छ। लागू गरिएको बलले ब्रेक फ्लुइड भित्र दबाब सिर्जना गर्दछ। []]।

तरलमा दबाब सबै दिशामा प्रसारित हुन्छ, दोस्रो पिस्टन सम्म जहाँ बल विस्तार गरिएको छ। पिस्टनले गाडीको टायर ब्रेक गर्न डिस्क वा ड्रममा कार्य गर्दछ।

CONCLUSIONS

पास्कलको सिद्धान्त भन्छन कि, आराममा असम्भवनीय तरल पदार्थहरूको लागि, तरल पदार्थ भर दबाब स्थिर छ। संलग्न तरल पदार्थ जहाँसुकै प्रयोग गरिएको दबाब सबै दिशा र दिशाहरूमा बराबर प्रसारित हुन्छ।

को अनुप्रयोगहरु मध्ये पास्कलको सिद्धान्त त्यहाँ धेरै हाइड्रोलिक उपकरणहरू छन् जस्तै प्रेस, एलिभेटर, ब्रेक र ज्याक, उपकरणहरू जुन बललाई विस्तार गर्न अनुमति दिन्छ, उपकरणको प्लन्गरहरूमा क्षेत्रहरूको सम्बन्धका अनुसार।

हाम्रो वेबसाइट मा समीक्षा बन्द नगर्नुहोस् न्यूटन कानून, थर्मोडायनामिक सिद्धान्तहरू, the Bernoulli सिद्धान्त अरू बीच धेरै रोचक।

REFERENCIAS

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