Kanuni ya Pascal [imeelezewa kwa urahisi]
Mwanafizikia wa Kifaransa na mtaalam wa hesabu Blaise Pascal (1623-1662), alitoa michango anuwai katika nadharia ya uwezekano, hisabati na historia ya asili. Inajulikana zaidi ni kanuni ya Pascal, juu ya tabia ya maji.
Ujumbe wa Pascal ni rahisi, rahisi kueleweka na muhimu sana. Kupitia majaribio, Pascal hugundua kuwa shinikizo katika vimiminika, katika hali ya kupumzika, hupitishwa sawia kwa ujazo na kwa pande zote.
Taarifa ya Pascal, Kulingana na utafiti wa maji, hutumiwa kwa muundo wa anuwai ya vifaa vya majimaji kama vile mashinikizo, lifti, breki za gari, kati ya zingine.
Dhana za kimsingi kuelewa Kanuni ya Pascal
Shinikizo
Shinikizo ni uwiano wa nguvu inayotumika kwa kila eneo la kitengo. Inapimwa kwa vitengo kama Pascal, baa, anga, kilo kwa kila sentimita ya mraba, psi (pauni kwa inchi ya mraba), kati ya zingine. [1]
Shinikizo ni sawa na uso uliowekwa au eneo: eneo kubwa, shinikizo kidogo, eneo kidogo, shinikizo kubwa. Kwa mfano, kwenye Mchoro 2 nguvu ya 10 N imewekwa kwenye msumari ambao ncha yake ina eneo ndogo sana, wakati nguvu hiyo hiyo ya 10 N inatumiwa kwenye patasi ambayo ncha yake ina eneo kubwa kuliko ncha ya msumari. Kwa kuwa msumari una ncha ndogo sana, nguvu zote hutumiwa kwa ncha yake, ikitoa shinikizo kubwa juu yake, wakati kwenye chisel eneo kubwa linaruhusu nguvu hiyo kusambazwa zaidi, ikizalisha shinikizo kidogo.
Athari hii pia inaweza kuzingatiwa katika mchanga au theluji. Ikiwa mwanamke amevaa kiatu cha michezo au kiatu kidogo sana cha kisigino, akiwa na kiatu kisigino kisigino laini huwa anazama kuzama zaidi kwani uzani wake wote umejikita katika eneo dogo sana (kisigino).
Shinikizo la hydrostatic
Ni shinikizo linaloonyeshwa na giligili wakati wa kupumzika kwenye kila kuta za chombo kilicho na maji. Hii ni kwa sababu kioevu huchukua umbo la chombo na hii imepumzika, kama matokeo, hutokea kwamba nguvu sare hufanya kila ukuta.
Maji
Jambo linaweza kuwa katika hali ngumu, kioevu, gesi au plasma. Jambo katika hali thabiti lina umbo dhahiri na ujazo. Vimiminika vina ujazo dhahiri, lakini sio umbo dhahiri, ikichukua umbo la chombo kilicho na hizo, wakati gesi hazina ujazo dhahiri wala umbo dhahiri.
Vimiminika na gesi huchukuliwa kama "maji", kwani, katika hizi, molekuli hushikiliwa pamoja na nguvu dhaifu za kushikamana, wakati zinakabiliwa na nguvu za kupendeza huelekea kutiririka, zikisogea kwenye chombo kilicho na hizo. Maji ni mifumo ambayo iko katika mwendo wa kila wakati.
Mango hupitisha nguvu ambayo hutumika juu yake, wakati katika vinywaji na shinikizo la gesi hupitishwa.
KANUNI YA PASCAL
Mwanafizikia wa Kifaransa na mtaalamu wa hesabu Blaise Pascal, alitoa michango anuwai katika nadharia ya uwezekano, hisabati, na historia ya asili. Inajulikana zaidi ni kanuni ambayo ina jina lake juu ya tabia ya maji. [2]
Taarifa ya Kanuni ya Pascal
Kanuni ya Pascal inasema kwamba shinikizo linalojitokeza mahali popote kwenye giligili iliyofungwa na isiyoweza kusambazwa hupitishwa kwa usawa katika pande zote kwenye giligili, ambayo ni kwamba, shinikizo kwenye giligili hiyo ni ya kila wakati. [3].
Mfano wa kanuni ya Pascal inaweza kuonekana kwenye Mchoro 3. Mashimo yalitengenezwa kwenye chombo na kufunikwa na corks, kisha ikajazwa maji (maji) na kifuniko kikawekwa. Wakati nguvu inatumiwa kwenye kifuniko cha chombo, shinikizo huwasilishwa ndani ya maji ambayo ni sawa katika pande zote, na kuzifanya corks zote zilizokuwa kwenye mashimo zitoke.
Jaribio lake moja linalojulikana sana lilikuwa la sindano ya Pascal. Sindano ilijazwa na kioevu na kushikamana na zilizopo, wakati shinikizo ilitolewa kwenye bomba la sindano, kioevu kiliongezeka hadi urefu sawa katika kila mirija. Kwa hivyo iligundulika kuwa kuongezeka kwa shinikizo la kioevu ambacho kimepumzika hupitishwa sawia kwa ujazo na kwa pande zote. [4].
MATUMIZI YA KANUNI YA KIFASI
Matumizi ya Kanuni ya Pascal Wanaweza kuonekana katika maisha ya kila siku katika vifaa vingi vya majimaji kama vile mashinikizo ya majimaji, hoists, breki na jacks.
Vyombo vya habari vya hydraulic
Vyombo vya habari vya majimaji ni kifaa kinachoruhusu kukuza nguvu. Kanuni ya kufanya kazi, kulingana na kanuni ya Pascal, hutumiwa kwa waandishi wa habari, lifti, breki, na anuwai ya vifaa vya majimaji.
Inayo mitungi miwili, ya maeneo tofauti, iliyojazwa na mafuta (au kioevu kingine) na inawasiliana. Kuna pia plungers mbili au pistoni ambazo zinafaa ndani ya mitungi, ili ziwe zinawasiliana na giligili hiyo. [5].
Mfano wa vyombo vya habari vya majimaji umeonyeshwa kwenye takwimu 4 Wakati nguvu F1 inatumiwa kwenye bastola ya eneo ndogo A1, shinikizo hutengenezwa kwenye kioevu ambacho hupitishwa mara moja ndani ya mitungi. Katika pistoni iliyo na eneo kubwa A2, nguvu F2 ina uzoefu, kubwa zaidi kuliko ile inayotumika, ambayo inategemea uhusiano wa maeneo A2 / A1.
Zoezi 1. Kuinua gari, unataka kujenga jack hydraulic. Je! Ni uhusiano gani lazima kipenyo cha bastola za kondoo wa majimaji ziwe nazo ili kutumia nguvu ya 100 N iweze kuinua gari la kilo 2500 kwenye bastola kubwa? Tazama kielelezo 5.
Ufumbuzi
Katika vifurushi vya majimaji, kanuni ya Pascal inatimizwa, ambapo shinikizo la mafuta ndani ya jack ya majimaji ni sawa, lakini vikosi "huzidishwa" wakati bastola zina maeneo tofauti. Kuamua uwiano wa eneo la bastola za hydraulic jack:
- Kwa kuzingatia uzito wa gari, kilo 2.500, kuinuliwa, uzito wa gari imedhamiriwa kwa kutumia sheria ya pili ya Newton. [6]
Tunakualika uone nakala hiyo Sheria za Newton "zinaeleweka rahisi"
- Kanuni ya Pascal inatumiwa, kusawazisha shinikizo kwenye pistoni.
- Uhusiano wa eneo la plungers husafishwa na maadili hubadilishwa. Tazama sura ya 6.
Sehemu za bastola zinapaswa kuwa na uwiano wa 24,52, kwa mfano, ikiwa una bastola ndogo na eneo la cm 3 (eneo A1= 28,27 cm2Plunger kubwa inapaswa kuwa na eneo la cm 14,8 (eneo A2= 693,18 cm2).
Lifti ya majimaji
Kuinua majimaji ni kifaa cha mitambo kinachotumika kuinua vitu vizito. Kuinua hydraulic hutumiwa katika duka nyingi za magari kufanya ukarabati wa chini ya gari.
Uendeshaji wa lifti za majimaji unategemea kanuni ya Pascal. Elevators kwa ujumla hutumia mafuta kupitisha shinikizo kwa pistoni. Pikipiki ya umeme huamsha pampu ya majimaji ambayo hutoa shinikizo kwenye bastola na eneo ndogo zaidi. Katika bastola iliyo na eneo kubwa zaidi, jeshi "limezidishwa", kuweza kuinua magari yatakayotengenezwa. Tazama kielelezo 7.
Zoezi la 2. Pata mzigo wa juu ambao unaweza kuinuliwa kwa kuinua majimaji ambaye eneo la pistoni ndogo ni 28 cm2, na ile ya pistoni kubwa zaidi ni 1520 cm2, wakati nguvu kubwa inayoweza kutumika ni 500 N. Tazama. takwimu 8.
ufumbuzi:
Kwa kuwa kanuni ya Pascal inatimizwa kwa wainuaji wa majimaji, shinikizo kwenye bastola zitakuwa sawa, kwa hivyo kujua nguvu kubwa ambayo inaweza kutumika kwenye bastola ndogo, nguvu kubwa ambayo itatumika kwenye bastola kubwa imehesabiwa (F2), kama imeonyeshwa kwenye takwimu 9.
Kujua uzito wa juu (F2) unaoweza kuinuliwa, misa imeamua kutumia sheria ya pili ya Newton [6], kwa hivyo magari yenye uzani wa kilo 2766,85 yanaweza kuinuliwa. Tazama kielelezo cha 10. Kulingana na jedwali katika kielelezo cha 8, ya raia wa wastani wa gari, kuinua kutaweza kuinua tu magari yenye ujazo wa wastani wa kilo 2.500.
Breki za majimaji
Breki hutumiwa kwenye magari kuzipunguza kasi au kuzizuia kabisa. Kwa ujumla, breki za majimaji zina utaratibu kama ule ulioonyeshwa kwenye takwimu. Kukandamiza kanyagio cha kuvunja kunatumika kwa nguvu ambayo hupitishwa kwa bastola ndogo ya eneo. Nguvu inayotumika huunda shinikizo ndani ya giligili ya kuvunja. [7].
Katika kioevu, shinikizo hupitishwa kwa pande zote, hadi kwenye bastola ya pili ambapo nguvu imeongezewa. Bastola hufanya kwenye diski au ngoma ili kuvunja matairi ya gari.
HITIMISHO
Kanuni ya Pascal inasema kwamba, kwa vinywaji visivyo na kifani wakati wa kupumzika, shinikizo ni mara kwa mara wakati wa maji. Shinikizo linaloonyeshwa mahali popote kwenye giligili iliyofungwa huambukizwa kwa usawa katika pande zote na mwelekeo.
Miongoni mwa maombi ya Kanuni ya Pascal Kuna vifaa vingi vya majimaji kama vile mashinikizo, lifti, breki na viboreshaji, vifaa vinavyoruhusu vikosi vya kukuza, kulingana na uhusiano wa maeneo kwenye vifaa vya kifaa.
Usiache kukagua kwenye wavuti yetu Sheria ya Newton, Kanuni za Thermodynamic, Kanuni ya Bernoulli kati ya zingine zinavutia sana.