Paskal qanununu anlamaq
Hidravlik domkrat/qaldırıcı avtomobili qaldırmaq üçün necə işləyir? Hidravlik əyləclər avtomobili yavaşlatmaq üçün necə işləyir?
Əsas mövzuda öyrəndiyimiz kimi Maye TəzyiqiHər maye təmasda olduğu bütün cisimlərə təzyiq göstərir. Stəkana qoyulan su stəkanın divarlarına təzyiq göstərir. Eynilə, üzgüçülük hovuzunda və ya dəniz suyunda üzdüyümüz zaman su bütün bədənimizə təzyiq göstərir.
Müəyyən bir dərinlikdə ümumi su təzyiqi, məsələn, 200 metr dərinlikdə dəniz suyunun təzyiqi, dəniz suyunun səthinə basan atmosfer təzyiqinin cəmidir və ölçülmüş təzyiq 200 metr dərinlikdə. Beləliklə, altındakı suya basan üst su təbəqəsi ilə yanaşı, dəniz səthinə basan atmosfer və ya hava da var.
Yuxarıdakı maye təbəqəsinin yaratdığı təzyiqin belə olduğu deyilə bilər daxili təzyiq çünki təzyiq özü mayenin içindən gəlir, halbuki atmosfer təzyiqi deyə bilərik xarici təzyiq Atmosfer mayedən ayrı olduğundan, atmosfer təzyiqi mayenin bütün səthinə təsir göstərir və maye boyunca ötürülür. Buna görə də, müəyyən bir dərinlikdə ümumi maye təzyiqinə yalnız yuxarıdakı maye təbəqəsinin təzyiqi deyil, həm də atmosfer təzyiqi təsir göstərir.
Bu izahı daha yaxşı başa düşmək üçün, bir qabdakı mayeyə baxaq.
Qabın altındakı mayenin təzyiqi təbii olaraq onun üzərindəki mayenin təzyiqindən daha yüksəkdir. Nə qədər aşağı ensəniz, mayenin təzyiqi bir o qədər yüksək olar; əksinə, qabın yuxarı hissəsinə nə qədər yaxınlaşsanız, mayenin təzyiqi bir o qədər aşağı olar.
Təzyiqin böyüklüyü ρ gh ilə mütənasibdir (ρ = sıxlıq, g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə və h = hündürlük və ya dərinlik). Eyni dərinlikdə olan hər nöqtədə təzyiqin böyüklüyü eynidir. Bu, istənilən qabdakı bütün mayelərə aiddir və qabın formasından asılı deyil.
Əgər xarici təzyiq tətbiq etsək, məsələn, mayenin səthinə basmaqla, mayenin içindəki təzyiqin artması hər yerdə eynidir. Buna görə də, xarici təzyiq tətbiq edildikdə, mayenin hər hissəsi eyni təzyiq payını alır. Buna görə də, təzyiq eyni dərinlikdə hər nöqtədə həmişə eynidir. Bu, təklif olunan və banisi Blez Paskalın (1623–1662) adını daşıyan Paskal Prinsidir. Paskal fransız filosofu və alimi idi.
Paskal prinsipi, qapalı bir qabdakı mayeyə tətbiq olunan təzyiqin mayenin hər hissəsinə və qabın divarlarına bərabər şəkildə ötürüləcəyini bildirir.
Riyazi olaraq bunu aşağıdakı kimi yazmaq olar:
Məlumat:
p = Təzyiq, F = Qüvvə, A = Səth sahəsi
"İçində" sözü tətbiq olunan təzyiqi, "çıxışında" sözü isə ötürülən təzyiqi təmsil edir.
Paskal prinsipinin tətbiqi
Paskal prinsipini rəhbər tutaraq, insanlar həyatı asanlaşdırmaq üçün həm sadə, həm də mürəkkəb bir neçə alət hazırlamışlar. Bunlardan bəzilərinə hidravlik domkrat, hidravlik qaldırıcılar, hidravlik əyləclər və daha çox daxildir.
Hidravlik jak və ya qaldırıcı
Hidravlik domkrat və ya qaldırıcının necə işlədiyi şəkildə göstərilib.
Hidravlik domkrat iki səthli bir qabdan ibarətdir. Hər iki səthdə bir porşen var, soldakı porşenin səth sahəsi sağdakı porşenin səth sahəsindən kiçikdir. Porşenin səth sahəsi qabın səth sahəsinə uyğunlaşdırılır. Qab sürtkü kimi maye ilə doldurulur.
Kiçik bir səth sahəsi olan piston aşağı itələnərsə, mayenin hər bir hissəsi də onunla birlikdə gedir.
basılır. Kiçik səth sahəsi olan pistonun yaratdığı təzyiq miqdarı (sol şəkil) mayenin bütün hissələrinə ötürülür. Nəticədə, maye piston yuxarı itələnə qədər daha böyük səth sahəsi olan pistona (sağ şəkil) basır. Basılan pistonun səth sahəsi kiçikdir, buna görə də mayeni basmaq üçün tələb olunan qüvvə də azdır. Lakin təzyiq (Təzyiq = qüvvə / vahid sahə) maye boyunca ötürüldüyü üçün, maye böyük səth sahəsi olan sağdakı pistona basdıqda kiçik qüvvə çox böyük bir qüvvəyə çevrilir. İnsanların böyük səth sahəsi olan pistona giriş qüvvəsi tətbiq etməsi nadir haldır, çünki bu, sərfəli deyil. Böyük səth sahəsi olan pistonun yuxarı hissəsində adətən qaldırılacaq əşya və ya əşyanın bir hissəsi (məsələn, avtomobil) yerləşdirilir.
Çox böyük kütləyə malik bir avtomobilin sadəcə porşenlərdən birinə basmaqla asanlıqla qaldırıla biləcəyinə təəccüblənməyin. Porşenin səth sahəsi çox kiçikdir, ona görə də tətbiq etdiyimiz qüvvə də azdır. Lakin, çıxış səthi sahəsi çox böyükdürsə, bu kiçik giriş qüvvəsi çox böyük çıxış qüvvəsinə çevrilə bilər.
Əgər hidravlik domkrat çox ağır bir avtomobili qaldırmaq üçün nəzərdə tutulubsa, dizayner avtomobilin cazibə qüvvəsini və domkratın çıxış qüvvəsini nəzərə almalıdır. Qaldırılan avtomobilin çəkisi nə qədər çox olarsa, domkratın çıxış səthinin sahəsi də bir o qədər böyükdür. Ən azı, hidravlik domkrat tərəfindən yaradılan çıxış qüvvəsi qaldırılan əşyanın çəkisindən çox və ya bərabər olmalıdır.
Nümunə sual 1:
A1 = 100 sm2
A2 = 250 sm2
F1 = 200 N
Sual verildi: F2
Müzakirə
Nümunə sual 2:
Məlumdur ki:
A1 = 100 sm2 = 100 x 10-4 m2 = 0,01 m2
A2 = 250 sm2 = 250 x 10-4 m2 = 0,025 m2
Yük kütləsi = 200 kq
Yağ sıxlığı (ρ) = 780 kq/m33
Yağ sütununun hündürlüyü (saat) = 2 metr
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s2
Soruşuldu: Yükün tarazlıqda olması (yükün hərəkət etməməsi) üçün minimum giriş qüvvəsi (F) nə qədər olmalıdır?
Cavab:
