Parimi i Paskalit [shpjegohet lehtësisht]

Fizikanti dhe matematikani francez Blaise Pascal (1623-1662), dha kontribute të ndryshme në teorinë e probabilitetit, matematikën dhe historinë natyrore. Më i njohuri është parimi i Paskalit, mbi sjelljen e lëngjeve.

Postula e Paskalit është mjaft e thjeshtë, e lehtë për tu kuptuar dhe shumë e dobishme. Përmes eksperimenteve, Pascal zbulon se presioni në lëngje, në një gjendje pushimi, transmetohet në mënyrë të njëtrajtshme në të gjithë vëllimin dhe në të gjitha drejtimet.

Deklarata e Paskalit, Bazuar në studimin e lëngjeve, ai përdoret për hartimin e një larmie të gjerë pajisjesh hidraulike si presa, ashensorë, frena makinash, ndër të tjera.

Konceptet themelore për të kuptuar Parimin e Paskalit

presion

Presioni është raporti i forcës së aplikuar për njësi të sipërfaqes. Ajo matet në njësi të tilla si Pascal, bar, atmosferë, kilogramë për centimetra katrorë, psi (kile për inç katror), ndër të tjera. [1]

Presioni është në përpjesëtim të zhdrejtë me sipërfaqen ose zonën e aplikuar: sa më e madhe të jetë zona, aq më pak presion, aq më pak zonë, aq më i madh është presioni. Për shembull, në Figurën 2 një forcë prej 10 N ushtrohet në një gozhdë, maja e së cilës ka një zonë shumë të vogël, ndërsa e njëjta forcë prej 10 N zbatohet në një daltë, maja e së cilës ka një sipërfaqe më të madhe se maja e gozhdës. Meqenëse gozhda ka një majë shumë të vogël, e gjithë forca ushtrohet në majën e saj, duke ushtruar presion të madh mbi të, ndërsa në daltë, zona më e madhe lejon që forca të shpërndahet më shumë, duke gjeneruar më pak presion.

Ky efekt mund të vërehet edhe në rërë ose dëborë. Nëse një grua mban një këpucë sportive ose një këpucë thembra shumë të vogël, me një këpucë thembra shumë të butë ka tendencë të zhytet më shumë pasi e gjithë pesha e saj është e përqendruar në një zonë shumë të vogël (thembra).

Presioni hidrostatik

Isshtë presioni i ushtruar nga një lëng në qetësi në secilin prej mureve të kontejnerit që përmban lëngun. Kjo sepse lëngu merr formën e kontejnerit dhe kjo është në qetësi, si pasojë, ndodh që një forcë e njëtrajtshme të veprojë në secilin prej mureve.

Lëngjet

Lënda mund të jetë në gjendje të ngurtë, të lëngët, të gaztë ose plazmë. Lënda në gjendje të ngurtë ka një formë dhe vëllim të caktuar. Lëngjet kanë një vëllim të caktuar, por jo një formë të caktuar, duke përvetësuar formën e enës që i përmban ato, ndërsa gazrat nuk kanë as vëllim të caktuar dhe as formë të caktuar.

Lëngjet dhe gazrat konsiderohen "lëngje", pasi, në këto, molekulat mbahen së bashku nga forca të dobëta kohezive, kur u nënshtrohen forcave tangjenciale ata priren të rrjedhin, duke lëvizur në enën që i përmban ato. Lëngjet janë sisteme që janë në lëvizje të vazhdueshme.

Të ngurtat transmetojnë forcën që ushtrohet mbi të, ndërsa te lëngjet dhe gazrat transmetohet presioni.

PARIMI I PASCAL

Fizikanti dhe matematikani francez Blaise Pascal, dha kontribute të ndryshme në teorinë e probabilitetit, matematikën dhe historinë natyrore. Më i njohuri është parimi që mban emrin e tij mbi sjelljen e lëngjeve. [2]

Deklarata e Parimit të Paskalit

Parimi i Paskalit shprehet se presioni i ushtruar kudo në një lëng të mbyllur, të pakompresueshëm transmetohet në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet në të gjithë lëngun, domethënë presioni në të gjithë lëngun është konstant. [3]

Një shembull i parimit të Paskalit mund të shihet në Figurën 3. Vrimat u bënë në një enë dhe u mbuluan me tapa, pastaj u mbushën me ujë (lëng) dhe u vendos një kapak. Kur vendoset një forcë në kapakun e kontejnerit, në ujë paraqitet një presion që është i barabartë në të gjitha drejtimet, duke bërë që të dalin të gjitha tapat që ishin në vrima.

Një nga eksperimentet e tij më të njohura ishte ai i shiringës së Paskalit. Shiringa ishte e mbushur me një lëng dhe ishte e lidhur me disa tuba, kur ushtrohej presion mbi kumëzën e shiringës, lëngu u ngrit në të njëjtën lartësi në secilin prej tubave. Kështu u zbulua se rritja e presionit të një lëngu që është në qetësi transmetohet njëtrajtësisht në të gjithë vëllimin dhe në të gjitha drejtimet. [4]

ZBATIMET E PARIMIT PASCAL

Zbatimet e Parimi i Paskalit Ato mund të shihen në jetën e përditshme në pajisje të shumta hidraulike si presa hidraulike, ngritëse, frena dhe fole.

Shtypi hidraulik

Shtypi hidraulik është një pajisje që lejon të amplifikoj forcat. Parimi i funksionimit, bazuar në parimin e Pascal, përdoret në presa, ashensorë, frena dhe në një larmi të madhe të pajisjeve hidraulike.

Ai përbëhet nga dy cilindra, të zonave të ndryshme, të mbushura me vaj (ose lëng tjetër) dhe të komunikuara me njëri-tjetrin. Ekzistojnë gjithashtu dy kumarxhi ose pistona që futen në cilindra, kështu që ata janë në kontakt me lëngun. [5]

Një shembull i një shtypi hidraulik tregohet në figurën 4. Kur një forcë F1 zbatohet në pistonin e zonës më të vogël A1, krijohet një presion në lëng që transmetohet menjëherë brenda cilindrave. Në pistonin me një sipërfaqe më të madhe A2, përjetohet një forcë F2, shumë më e madhe se ajo e aplikuar, e cila varet nga raportet e zonave A2 / A1.

Ushtrimi 1. Për të ngritur një makinë, dëshironi të ndërtoni një fole hidraulike. Çfarë marrëdhënie duhet të kenë diametrat e pistonave të ramës hidraulike në mënyrë që duke aplikuar një forcë prej 100 N të mund të ngrejë një makinë 2500 kg në pistonin më të madh? Shikoni figurën 5.

Zgjidhje

Në fole hidraulike, parimi i Pascal përmbushet, ku presioni i vajit brenda foleve hidraulike është i njëjtë, por forcat "shumëfishohen" kur pistonët kanë zona të ndryshme. Për të përcaktuar raportin e sipërfaqes së pistonave hidraulikë:

• Duke pasur parasysh masën e makinës, 2.500 kg, që dëshironi të ngrini, përcaktoni peshën e makinës duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit. [6]

Ne ju ftojmë të shihni artikullin Ligjet e Njutonit "të lehta për t'u kuptuar"

• Zbatohet parimi i Paskalit, duke barazuar presionet në pistona.
• Marrëdhënia e zonës së kumëzave pastrohet dhe vlerat zëvendësohen. Shikoni figurën 6.

Zonat e kumëzave duhet të kenë një raport prej 24,52, për shembull, nëse keni një kumarxhi të vogël me një rreze prej 3cm (zona A₁= 28,27 cm²), kumarxhi i madh duhet të ketë një rreze prej 14,8 cm (zona A₂= 693,18 cm²).

Ashensor hidraulik

Një ashensor hidraulik është një pajisje mekanike që përdoret për të ngritur objekte të rënda. Ashensorët hidraulikë përdoren në shumë dyqane automobilistike për të kryer riparime nën automjete.

Funksionimi i ashensorëve hidraulikë bazohet në parimin e Pascal. Ashensorët zakonisht përdorin vaj për të transmetuar presionin tek pistonët. Një motor elektrik aktivizon një pompë hidraulike që ushtron presion mbi pistonin me zonën më të vogël. Në pistonin me sipërfaqen më të madhe, forca është "shumëzuar", duke qenë në gjendje të heqë automjetet për t'u riparuar. Shikoni figurën 7.

Ushtrimi 2. Gjeni ngarkesën maksimale që mund të ngrihet me një ngritës hidraulik, zona e pistonit më të vogël është 28 cm2 dhe ajo e pistonit më të madh është 1520 cm2, kur forca maksimale që mund të zbatohet është 500 N. Shih figura 8.

Zgjidhja:

Meqenëse parimi i Pascal është përmbushur në ngritësit hidraulikë, presionet në pistona do të jenë të barabarta, duke ditur kështu forcën maksimale që mund të ushtrohet në pistonin më të vogël, llogaritet forca maksimale që do të ushtrohet në pistonin e madh (F2), siç treguar në figurën 9.

Duke ditur peshën maksimale (F2) që mund të ngrihet, masa përcaktohet duke përdorur ligjin e dytë të Njutonit [6], kështu që automjetet me peshë deri në 2766,85 kg mund të ngrihen. Shikoni figurën 10. Sipas tabelës në figurën 8, nga masat mesatare të automjeteve, ashensori do të jetë në gjendje të ngrejë vetëm makina kompakte me një masë mesatare prej 2.500 kg.

Frenat hidraulike

Frenat përdoren në automjete për t'i ngadalësuar ato ose për t'i ndaluar plotësisht. Në përgjithësi, frenat hidraulike kanë një mekanizëm si ai i treguar në figurë. Shtypja e pedalit të frenimit ushtron një forcë që transmetohet në një piston të një zone të vogël. Forca e aplikuar krijon një presion brenda lëngut të frenimit. [7]

Në lëng presioni transmetohet në të gjitha drejtimet, deri në një piston të dytë ku forca amplifikohet. Pistoni vepron në disqe ose daulle për të frenuar gomat e automjetit.

KONKLUZIONE

Parimi i Paskalit shprehet se, për lëngjet e pakompresueshme në qetësi, presioni është konstant në të gjithë lëngun. Presioni i ushtruar kudo në lëngun e mbyllur transmetohet në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet dhe drejtimet.

Ndër aplikimet e Parimi i Paskalit Ekzistojnë pajisje të shumta hidraulike të tilla si presa, ashensorë, frena dhe fole, pajisje që lejojnë të amplifikojnë forcat, sipas një marrëdhënie të zonave në kumëzat e pajisjes.

Mos ndaloni së shqyrtuari në faqen tonë të internetit Ligji i Njutonit, Parimet termodinamike, Parimi i Bernulit ndër të tjera shumë interesante.

REFERENCIAS

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