የፓስካል መርህ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

የፓስካል መርህ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. የሚታወቅ፦

የ A ₁ ስፋት = 10 ሴ.ሜ ²

_{የ A 2} ስፋት = 100 ሴ.ሜ ²

ኃይል 2 (F ₂ ) = 100 ኒውተን

ተፈላጊ ፡ ኃይል 1 ( _F1 )

መፍትሔው

P = ኤፍ / ኤ

P = ግፊት ፣ F = ኃይል ፣ A = አካባቢ

P₁ = ረ₁ / ሀ₁
P₂ = ረ₂ / ሀ₂

P₁ = ፒ₂
F₁ / ሀ₁ = ረ₂ / ሀ₂

F ₁ / 10 ሴሜ ² = 100 N / 100 ሴሜ ²

ረ ₁ / 10 = 1 ኒ

F ₁ = (10)(1 N)

F ₁ = 10 ኒውተን

_{2. የ A1} ስፋት = 0.001 ሜ ^{2 እና የ} _A2 ስፋት = 0.1 ሜ ² ፣ ውጫዊ የግቤት ኃይል F ₁ = 100 N ከሆነ፣ የውጪው የውጤት ኃይል F ₂?

የሚታወቅ፦

_{የ A1} ስፋት = 0.001 ሜ ²

_{የ A2} ስፋት = 0.1 ሜ ²

ውጫዊ የግቤት ኃይል F ₁ = 100 ኒውተን

የሚፈለግ ፡ ውጫዊ የውጤት ኃይል ( _F2 )

መፍትሔው

P₁ = ፒ₂
F₁ / ሀ₁ = ረ₂ / ሀ₂

100 N / 0.001 ሜ ² = F ₂ / 0.1 ሜ ²

100 N / 0.001 = F ₂ / 0.1

100,000 N = F ₂ / 0.1

F ₂ = (0.1)(100,000 N)

F ₂ = 10,000 N

3. የመኪና ክብደት = 16,000 N. የውጪው የግቤት ኃይል F…

የሚታወቅ፦

የመኪና ክብደት (w) = 16,000 N

የቢ ( _ኤቢ ) ስፋት = 4000 ሴሜ ² = 4000 / 10,000 ሜ ² = 4 / 10 ሜ ² = 0.4 ሜ ²

_{የA ( A} ) ስፋት = 50 ሴሜ ² = 50 / 10,000 ሜ ² = 0.005 ሜ ²

ተፈላጊ ፡ ፎርስ ኤፍ

መፍትሔው

ረ / ሀ _ሀ = ወ / ሀ _ለ

ረ / 0.005 ሜ ² = 16,000 N / 0.4 ሜ ²

ረ / 0.005 = 16,000 N / 0.4

ረ / 0.005 = 40,000 N

ረ = (40,000 N)(0.005)

ረ = 200 ኒውተን

4.

የA ስፋት 60 ሴ.ሜ ² ሲሆን የB ስፋት 4,200 ሴ.ሜ ² ሲሆን የF ውጫዊ የግቤት ኃይልን ይወስናሉ።

የሚታወቅ፦

_{የ A ( A} ) ስፋት = 60 ሴ.ሜ ²

_{የቢ ( ኤቢ} ) ስፋት = 4200 ሴ.ሜ ²

ክብደት w (w) = 3500 ኒውተን

ተፈላጊ ፡ F ₁

መፍትሔው

የ F ኃይል የሚሰላው የፓስካልን መርህ እኩልታ በመጠቀም ነው

F ₁ / A ₁ = F ₂ / A ₂

F ₁ / 60 ሴሜ ² = 3500 N / 4200 ሴሜ ²

F ₁ / 60 = 35 N / 42

F ₁ = (60)(35) / 42

F ₁ = 2100 / 42

F ₁ = 50 ኒውተን

5. የሃይድሮሊክ ሊፍት ትልቅ የመስቀል ክፍል እና ትንሽ የመስቀል ክፍል አለው። ትልቁ የመስቀል ክፍል ስፋት ከትንሹ የመስቀል ክፍል ስፋት 20 እጥፍ ነው። በትንሽ መስቀለኛ ክፍል ላይ 25 N የግቤት ኃይል ከተሰጠ የውጤት ኃይሉን ይወስኑ።

የሚታወቅ፦

ትንሽ የመስቀለኛ ክፍል ስፋት (A1 ₎ = A

ትልቅ የመስቀለኛ ክፍል ስፋት (A2 ₎ = 20A

የግቤት ኃይል (F1 ₎ = 25 N

የሚፈለግ ፡ የውጤት ኃይል ( _F2 )

መፍትሔው

1. የፓስካል መርህ ምንድን ነው?
   • መልስየፓስካል መርህ እንደሚያመለክተው በፈሳሽ ውስጥ በማንኛውም ቦታ የሚተገበር ማንኛውም የግፊት ለውጥ በፈሳሽ ውስጥ በሁሉም አቅጣጫዎች ሳይቀንስ ይተላለፋል።
2. የሃይድሮሊክ ሊፍት በፓስካል መርህ ላይ የተመሠረተ እንዴት ይሰራል?
   • መልስበሃይድሮሊክ ሊፍት ውስጥ፣ በአነስተኛ ቦታ ፒስተን ላይ የሚተገበር ትንሽ ኃይል ወደ ትልቅ ቦታ ፒስተን ሳይቀንስ የሚተላለፍ ግፊት ይፈጥራል። ይህም በትልቁ ፒስተን ላይ ትልቅ ኃይል ስለሚፈጥር ከባድ ነገሮችን ለማንሳት ያስችለዋል።
3. በፓስካል መርህ ውስጥ የግፊት ለውጥ ለምን አይቀንስም?
   • መልስ፦ ፈሳሾቹ የማይታመሙ ስለሆኑ፣ ግፊት በፈሳሹ አንድ ክፍል ላይ ሲተገበር መጭመቅ ስለማይችል የግፊቱን ለውጥ ወደ ሌላኛው የፈሳሹ ክፍል በእኩል ያስተላልፋል።
4. የፓስካልን መርህ ከግምት ውስጥ በማስገባት የጥልቀት መጨመር የፈሳሽ ግፊትን እንዴት ይነካዋል?
   • መልስ፦ በፈሳሽ ውስጥ ጥልቀት ሲጨምር፣ ከላይ ባለው ፈሳሽ ክብደት ምክንያት ግፊቱም ይጨምራል። ይህ ከፓስካል መርህ ጋር የሚስማማ ነው ምክንያቱም የግፊት ጭማሪው በተወሰነ ጥልቀት ላይ በእኩል መጠን ስለሚከሰት።
5. በአውሮፕላን ውስጥ በፍጥነት ወደ ላይ ወይም ወደ ታች ስንወርድ ወይም በውሃ ውስጥ ጠልቀን ስንጠልቅ ጆሮዎቻችን ለምን ይፈነጫሉ?
   • መልስፈጣን የከፍታ ወይም የጥልቀት ለውጦች በአካባቢው መካከለኛ (አየር ወይም ውሃ) ላይ ፈጣን የግፊት ለውጦች ያስከትላሉ። ጆሮዎቻችን ከፓስካል መርህ ጋር በሚስማማ መልኩ ውስጣዊ ግፊቱን ከውጫዊ ግፊቱ ጋር ለማመጣጠን እንደ መንገድ ይንፏቀቃሉ።
6. የአየር አረፋ የሌለበት የታሸገ መርፌ ከተነፈሰ፣ በውስጡ ያለውን ፈሳሽ መጭመቅ ለምን ከባድ ነው?
   • መልስፈሳሾቹ በተግባር የማይታመሙ ናቸው። በሲሪንጅ ውስጥ ያለውን የፈሳሽ መጠን ለመቀነስ ሲሞክሩ፣ በፓስካል መርህ መሠረት ግፊቱ ይጨምራል፣ ይህም ጭምቁን ይቋቋማል።
7. የፓስካል መርህ አንድ ትንሽ ጉድጓድ ከተፈጠረ ግድብ የሚፈነዳበትን ክስተት እንዴት ያብራራል?
   • መልስ፦ በውሃው ክብደት ምክንያት፣ በግድቡ ግርጌ ላይ ያለው ግፊት ከፍተኛ ነው። ትንሽ ክፍተት እንኳን ይህ ከፍተኛ ግፊት በአካባቢው መዋቅሮች ላይ እንዲተገበር ያስችላል፣ ይህም የግድቡን አስከፊ ውድቀት ሊያስከትል ይችላል።
8. ከሞላ ጎደል ከሚሞላ ጠርሙስ ፈሳሽ ከመጭመቅ ይልቅ ፈሳሽ ማፍላት ለምን ቀላል ነው?
   • መልስ፦ ሙሉ ጠርሙስ ከፍተኛ መጠን ያለው ፈሳሽ ሲኖረው፣ ሲጨመቅ፣ በፓስካል መርህ ምክንያት የተተገበረውን ግፊት በፈሳሽ ውስጥ በተሻለ ሁኔታ ያስተላልፋል። ባዶ የሆነ ጠርሙስ የበለጠ አየር አለው፣ ይህም ሊጨመቅ የሚችል ነው፣ ስለዚህ ተመሳሳይ ግፊት እንደ ኃይለኛ ፈሳሽ አይፈጥርም።
9. በሃይድሮሊክ ስርዓቶች ውስጥ የውጤት ኃይል ሁልጊዜ ከግብዓት ኃይል የበለጠ ነው?
   • መልስ: የግድ አይደለም። የውጤት ኃይል ከግብዓት ኃይል ጋር ያለው ጥምርታ የሚወሰነው በውጤት እና በግቤት ፒስተኖች አካባቢዎች ጥምርታ ነው። ስርዓቱ ከግብዓት የበለጠ የውጤት ፒስተን ስፋት በመኖሩ ኃይልን ለማጉላት የተነደፈ ነው፣ ነገር ግን የኃይል ማጉላትን የሚወስነው የቦታ ጥምርታ ነው።
10. የፓስካልን መርህ ስንመለከት፣ ጥልቅ የባህር ፍጥረታት ጠንካራ እና የታመቁ አካላት ለምን አሏቸው?

• መልስ፦ ጥልቅ የባህር ፍጥረታት ከውሃው በላይ ባለው አምድ ክብደት ምክንያት ከፍተኛ ጫና ያጋጥማቸዋል። እነዚህ ፍጥረታት በሕይወት ለመትረፍ እነዚህን ከፍተኛ ጫናዎች መቋቋም የሚችሉ ጠንካራ እና የታመቁ አካላትን በዝግመተ ለውጥ አድርገዋል።