Артыкул пра прынцып Паскаля
Як працуе гідраўлічны пад'ёмнік для ўздыму аўтамабіля? Які прынцып працы гідраўлічных тармазоў пры выкарыстанні для зніжэння хуткасці аўтамабіля? Калі ласка, вывучыце прынцып Паскаля, каб зразумець гэта.
Кожная вадкасць заўсёды аказвае ціск на ўсе прадметы, якія з ёй кантактуюць. Вада, якую мы наліваем у шклянку, будзе аказваць ціск на шкляную сценку. Аналагічна, калі мы купаемся ў басейне або ў марской вадзе, вада ў басейне або марская вада таксама аказваюць ціск на ўсё наша цела.
Агульны ціск вады на пэўнай глыбіні, напрыклад, ціск марской вады на глыбіні 200 метраў, роўны суме атмасфернага ціску і вымеранага ціску на глыбіні 200 метраў. Такім чынам, акрамя ціску вады.
Існуе таксама атмасфера, якая прыгнятае паверхню марской вады.
Атмасферны ціск дзейнічае на ўсе паверхні вадкасці і размяркоўваецца па ўсіх частках вадкасці. Такім чынам, агульны ціск вадкасці на пэўнай глыбіні, акрамя ціску пласта вадкасці зверху, таксама залежыць ад атмасфернага ціску.
Каб лепш зразумець гэтае тлумачэнне, давайце разгледзім вадкасць у ёмістасці.
Ціск вадкасці на дне ёмістасці, вядома, вышэйшы за ціск вадкасці ўверсе. Чым ніжэй уніз, тым вышэйшы ціск вадкасці, і наадварот, чым бліжэй да верхняй паверхні ёмістасці, тым меншы ціск вадкасці.
Велічыня ціску прапарцыйная ρ gh (ρ = шчыльнасць, g = паскарэнне сілы цяжару і h = вышыня або глыбіня). У кожнай кропцы на адной глыбіні велічыня ціску аднолькавая. Гэта датычыцца ўсіх вадкасцей у любой ёмістасці і не залежыць ад формы ёмістасці.
Калі дадаць знешні ціск, напрыклад, націскаючы на паверхню вадкасці, павелічэнне ціску ў вадкасці будзе аднолькавым усюды. Такім чынам, калі даць знешні ціск, кожная частка вадкасці атрымлівае аднолькавы ціск. Такім чынам, ціск заўсёды аднолькавы ў кожнай кропцы на адной глыбіні. Гэта прынцып Паскаля, уведзены і названы ў гонар імя Блеза Паскаля (1623-1662). Паскаль — французскі філосаф і навуковец.
Прынцып Паскаля сцвярджае, што ціск, які прыкладаецца да вадкасці ў замкнёным прасторы, будзе перададзены кожнай частцы вадкасці і сценам ёмістасці.
Прымяненне прынцыпу Паскаля
Зыходзячы з прынцыпу Паскаля, людзі стварылі некалькі інструментаў, як простых, так і складаных, каб палегчыць жыццё. Некаторыя з іх - гідраўлічныя пад'ёмнікі, гідраўлічныя тармазы і г.д.
Гідраўлічны ліфт
Гідраўлічны пад'ёмнік складаецца з ёмістасці, якая мае дзве паверхні. На абедзвюх паверхнях размешчаны поршань, прычым плошча паверхні поршня злева меншая за плошчу паверхні поршня справа. Плошча паверхні поршня суадносіцца з плошчай паверхні ёмістасці. Ёмістасці запоўненыя вадкасцямі, такімі як змазкі.
Калі націснуць на поршань з малой плошчай паверхні, то кожная частка вадкасці таксама
Націсканне. Ціск, які ствараецца поршнем з малой паверхняй, перадаецца на ўсе часткі вадкасці. У выніку вадкасць цісне на поршань з большай плошчай паверхні, пакуль поршань не будзе выштурхнуты ўверх. Плошча паверхні націснутага поршня малая, таму сіла, неабходная для падаўлення вадкасці, таксама малая. Але паколькі ціск працягваецца на ўсе часткі вадкасці, малая сіла змяняецца, калі вадкасць цісне на поршань справа з вялікай плошчай паверхні. Рэдка людзі ствараюць сілу ўваходу на поршань з вялікай плошчай паверхні, таму што гэта невыгадна? У верхняй частцы поршня, які мае вялікую плошчу паверхні, звычайна размяшчаюць прадметы або рэчы, якія трэба падняць (напрыклад, аўтамабіль).
Не здзіўляйцеся, калі аўтамабіль з велізарнай масай лёгка падымецца простым націскам на адзін з поршняў. Плошча паверхні поршня настолькі малая, што і сіла, якую мы ствараем, таксама малая. Аднак невялікая ўваходная сіла можа ператварыцца ў велізарную выходную сілу, калі плошча выходнай паверхні вялікая.
Прыклад задачы 1:
Вядома:
А1 = 100 см2
А2 = 250 см2
F1 = 200 Н
Шукаецца: F 2
Рашэнне:
Прыклад задачы 2:
Вядома:
A² = 100 см² = 100 x 10⁻⁴ м² = 0.01 м²
A² = 250 см² = 250 x 10⁻⁴ м² = 0.025 м²
Маса грузу = 200 кг
Шчыльнасць нафты (ρ) = 780 кг/ м³
Вышыня слупа нафты (h) = 2 м
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/ с²
Шукаецца:
Якая мінімальная ўваходная сіла (F), каб груз знаходзіўся ў збалансаваным стане (груз не рухаўся)?
Рашэнне:
