የፓስካል መርህ

ስለ ፓስካል መርህ የሚገልጽ ጽሑፍ

የሃይድሮሊክ ሊፍት መኪና ለማንሳት የሚያገለግል የአሠራር መርህ እንዴት ነው? የመኪናውን ፍጥነት ለመቀነስ የሃይድሮሊክ ብሬክስ የአሠራር መርህ ምንድን ነው? ይህንን ለመረዳት የፓስካልን መርህ ይማሩ።

እያንዳንዱ ፈሳሽ ሁልጊዜ ከእሱ ጋር በሚገናኙ ነገሮች ላይ ጫና ይፈጥራል። በመስታወቱ ውስጥ የምናስገባው ውሃ በመስታወቱ ግድግዳ ላይ ጫና ይፈጥራል። በተመሳሳይ፣ በመዋኛ ገንዳ ወይም በባህር ውሃ ውስጥ ገላችንን ከታጠብን፣ የመዋኛ ገንዳው ውሃ ወይም የባህር ውሃ በመላው ሰውነታችን ላይ ጫና ይፈጥራል።

ለምሳሌ በተወሰነ ጥልቀት ላይ ያለው የውሃ አጠቃላይ ግፊት፣ ለምሳሌ በ200 ሜትር ጥልቀት ላይ ያለው የባህር ውሃ ግፊት በ200 ሜትር ጥልቀት ላይ ያለው የከባቢ አየር ግፊት እና የሚለካው ግፊት መጠን ነው። ስለዚህ፣ ከውሃ ግፊት በተጨማሪ።

የባህርን ውሃ ገጽታ የሚገታ ከባቢ አየርም አለ።

የከባቢ አየር ግፊት በሁሉም የፈሳሽ ገጽታዎች ላይ ይሰራል፣ እና ግፊቱ ወደ ፈሳሹ ክፍሎች ሁሉ ይሰራጫል። ስለዚህ፣ ከላይ ባለው የፈሳሽ ንብርብር ግፊት ምክንያት በተወሰነ ጥልቀት ላይ ያለው የፈሳሹ አጠቃላይ ግፊት በከባቢ አየር ግፊትም ይነካል።

ይህንን ማብራሪያ የበለጠ ለመረዳት፣ በኮንቴይነር ውስጥ ያለውን ፈሳሽ እንመልከት።

በእቃ መያዣው ግርጌ ላይ ያለው የፈሳሽ ግፊት ከላይ ካለው የፈሳሽ ግፊት ከፍ ያለ ነው። ወደ ታች በጨመረ ቁጥር የፈሳሹ ግፊት ከፍ ያለ ሲሆን በተቃራኒው ወደ መያዣው የላይኛው ገጽ ሲቀርብ የፈሳሹ ግፊት ይቀንሳል።

የግፊቱ መጠን ከ ρ gh (ρ = ጥግግት፣ g = የስበት ፍጥነት መጨመር እና h = ቁመት ወይም ጥልቀት) ጋር ተመጣጣኝ ነው። በተመሳሳይ ጥልቀት በእያንዳንዱ ነጥብ የግፊቱ መጠን ተመሳሳይ ነው። ይህ በማንኛውም መያዣ ውስጥ ላሉ ሁሉም ፈሳሾች ይሠራል እና በመያዣው ቅርፅ ላይ የተመሰረተ አይደለም።

ለምሳሌ የፈሳሹን ወለል በመጫን የውጭ ግፊትን ብንጨምር፣ በፈሳሹ ውስጥ ያለው የግፊት መጨመር በሁሉም ቦታ ተመሳሳይ ነው። ስለዚህ ውጫዊ ግፊት ከተሰጠ፣ የፈሳሹ እያንዳንዱ ክፍል ተመሳሳይ የግፊት መጠን ያገኛል። ስለዚህ፣ ግፊቱ ሁልጊዜ በእያንዳንዱ ነጥብ በተመሳሳይ ጥልቀት ተመሳሳይ ነው። ይህ የፓስካል መርህ ነው፣ በብሌዝ ፓስካል (1623-1662) ስም የተጀመረ እና የተሰየመ። ፓስካል የፈረንሳዊ ፈላስፋ እና ሳይንቲስት ነው።

የፓስካል መርህ በተዘጋ ቦታ ላይ ባለ ፈሳሽ ላይ የሚፈጠረው ግፊት ወደ እያንዳንዱ የፈሳሹ ክፍል እና ወደ መያዣው ግድግዳዎች እንደሚተላለፍ ይገልጻል።

የፓስካልን መርህ ተግባራዊ ማድረግ

በፓስካል መርህ መሰረት፣ ሰዎች ህይወትን ቀላል ለማድረግ የሚረዱ ቀላል እና የተራቀቁ በርካታ መሳሪያዎችን ፈጥረዋል። ከእነዚህም ውስጥ አንዳንዶቹ የሃይድሮሊክ ሊፍት፣ የሃይድሮሊክ ብሬክስ፣ ወዘተ ናቸው።

የሃይድሮሊክ ሊፍት

የሃይድሮሊክ ሊፍት ሁለት ገጽታዎች ያሉት ዕቃን ያካትታል። በሁለቱም ገጽታዎች ላይ ፒስተን አለ፣ በግራ በኩል ያለው የፒስተን ወለል ስፋት በቀኝ በኩል ካለው የፒስተን ወለል ስፋት ያነሰ ነው። የፒስተን ወለል ስፋት ከመርከቡ ወለል ስፋት ጋር ይስተካከላል። መርከቦቹ እንደ ቅባቶች ባሉ ፈሳሾች የተሞሉ ናቸው።

ትንሽ የገጽታ ስፋት ያለው ፒስተን ወደ ታች ከተገፋ፣ የፈሳሹ እያንዳንዱ ክፍልም እንዲሁ

ወደ ታች ተጭኗል። ትንሽ ወለል ያለው ፒስተን የሚሰጠው የግፊት መጠን ወደ ፈሳሹ ክፍሎች ሁሉ ይተላለፋል። በዚህም ምክንያት ፈሳሹ ፒስተኑን ወደ ላይ እስኪገፋ ድረስ ፒስተኑን በትልቅ የገጽታ ስፋት ይጭነዋል። የተጨመቀው ፒስተን የገጽታ ስፋት ትንሽ ስለሆነ ፈሳሹን ለመግታት የሚያስፈልገው ኃይልም ትንሽ ነው። ነገር ግን ግፊቱ በሁሉም የፈሳሹ ክፍሎች ላይ ስለሚቀጥል፣ ፈሳሹ ፒስተኑን በቀኝ በኩል ባለው ትልቅ የገጽታ ስፋት ሲጫን ትንሹ ኃይል ይለወጣል። ሰዎች ትርፋማ ስላልሆነ ትልቅ የገጽታ ስፋት ባለው ፒስተን ላይ የመግቢያ ኃይል የሚሰጡት አልፎ አልፎ ነው? ትልቅ የገጽታ ስፋት ባለው ፒስተን አናት ላይ ብዙውን ጊዜ መነሳት የሚፈልጉ ነገሮች ወይም ነገሮች (ለምሳሌ መኪና) ይቀመጣሉ።

አንድ ትልቅ ክብደት ያለው መኪና አንዱን ፒስተን በመጫን በቀላሉ ቢነሳ አይገርሙ። የፒስተኑ የገጽታ ስፋት በጣም ትንሽ ስለሆነ የምንሰጠው ኃይልም ትንሽ ነው። ሆኖም ግን፣ የውጤት ወለል ስፋት ትልቅ ከሆነ ትንሹ የግቤት ኃይል ወደ ትልቅ የውጤት ኃይል ሊለወጥ ይችላል።

ምሳሌ ችግር 1፡

የሚታወቅ፦

ሀ ₁ = 100 ሴ.ሜ ²

ሀ ₂ = 250 ሴ.ሜ ²

F ₁ = 200 N

ተፈላጊ ፡ F2_​

መፍትሔው

ምሳሌ ችግር 2፡

የሚታወቅ፦

ሀ ₁ = 100 ሴ.ሜ ² = 100 x 10 ^-4 ሜ ² = 0.01 ሜ ²

ሀ ₂ = 250 ሴ.ሜ ² = 250 x 10 ^-4 ሜ ² = 0.025 ሜ ²

የጭነት ክብደት = 200 ኪ.ግ.

የዘይት ጥግግት (ρ) = 780 ኪ.ግ/ሜ ³

የዘይት አምድ ቁመት (ሰዓት) = 2 ሜትር

የስበት ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የሚፈለግ፦

ጭነቱ ሚዛናዊ በሆነ ሁኔታ (ጭነቱ የማይንቀሳቀስ) እንዲሆን ዝቅተኛው የግቤት ኃይል (F) ምንድነው ?

መፍትሔው