Принципът на Паскал – проблеми и решения

Принципът на Паскал – проблеми и решения

1. Известни:

Площта на A ₁ = 10 cm ²

Площта на A2 ₌ 100 ^cm2

Сила 2 ​​(F³ ₎ = 100 нютона

Търси се: Форс 1 (F ₁ )

решение:

P = F / A

P = налягане , F = сила , A = площ

P₁ = F.₁ / ДА СЕ₁
P₂ = F.₂ / ДА СЕ₂

P₁ = Р₂
F₁ / ДА СЕ₁ = F.₂ / ДА СЕ₂

F ₁ / 10 cm² ⁼ 100 N / 100 ^cm²

F ₁ / 10 = 1 N

F1 = (10)(1 N ₎

F1 = 10 _Нютон

2. Ако площта на _A1 = 0.001 m2 ^и площта на _A2 = 0.1 m2 ^, външната входна сила F1 ₌ 100 N, тогава външната изходна сила _F2?

Известни:

Площта на A ₁ = 0.001 м ²

Площта на A ₂ = 0.1 м ²

Външна входна сила F1 ₌ 100 нютона

Търсена : Външна изходна сила ( _F² )

решение:

P₁ = Р₂
F₁ / ДА СЕ₁ = F.₂ / ДА СЕ₂

100 N / 0.001 ^м² = F² / _0.1 ^м²

100 N / 0.001 = F² _/ 0.1

100,000 2 N = F² _/ 0.1

F² = (0.1)( ₂ 100,000 N)

F² = 2 10,000 _N

3. Теглото на автомобила = 16 000 N. Каква е външната входна сила F…

Известни:

Тегло на автомобила (w) = 16 000 N

Площ на B (A _B ) = 4000 cm² ⁼ 4000 / 10 000 m² ⁼ 4 / 10 m² ⁼ 0.4 ^m²

Площ на A (A _A ) = 50 cm ² = 50 / 10 000 m ² = 0.005 m ²

Търси се: Форс Ф

решение:

F / A _A = w / A _B

F / 0.005 м² ⁼ 16 000 N / 0.4 ^м²

F / 0.005 = 16 000 N / 0.4

F / 0.005 = 40 000 N

F = (40 000 N)(0.005)

F = 200 нютона

4.

Площта на A е 60 cm² ^, а площта на B е 4,200 cm² ^, определете външната входна сила F.

Известни:

Площ на A (A _A ) = 60 cm ²

Площ на B (A _B ) = 4200 ^cm²

Тегло w (w) = 3500 Нютона

_{Търси се} : Ф1

решение:

Сила на F, изчислена с помощта на уравнението на принципа на Паскал :

F1 / _A1 = _F2 / _A2​

F1 _/ 60 cm2 ⁼ 3500 N / 4200 ^cm2

F ₁ / 60 = 35 N / 42

F1 = (60)(35 ₎ / 42

F1 = 2100 / ₄₂

F² = ₅₀ Нютона

5. Хидравличният асансьор има голямо и малко напречно сечение. Площта на голямото напречно сечение е 20 пъти по-голяма от площта на малкото напречно сечение. Ако върху малкото напречно сечение е приложена входна сила от 25 N, тогава определете изходната сила.

Известни:

Малка площ на напречното сечение ( _A1 ) = A

Голяма площ на напречното сечение (A² ₎ = 20A

Входна сила (F1 ₎ = 25 N

Желана: Изходна сила ( _F² )

решение:

1. Какво е принципът на Паскал?
   • ОтговорПринципът на Паскал гласи, че всяка промяна в налягането, приложена във всяка точка на флуида, се предава без промяна в целия флуид във всички посоки.
2. Как работи хидравличният асансьор, базиран на принципа на Паскал?
   • ОтговорПри хидравлично повдигане, малка сила, приложена към бутало с малка площ, създава налягане, което се предава без намаление към бутало с по-голяма площ. Това води до по-голяма сила върху по-голямото бутало, което му позволява да повдига тежки предмети.
3. Защо промяната на налягането не намалява в принципа на Паскал?
   • ОтговорТъй като флуидите са несвиваеми, когато върху една част от флуида се приложи налягане, тя не може да се компресира, така че промяната в налягането се пренася равномерно върху всяка друга част от флуида.
4. Как увеличаването на дълбочината влияе върху налягането на флуида, като се има предвид принципът на Паскал?
   • ОтговорС увеличаване на дълбочината на флуида, налягането също се увеличава поради теглото на флуида отгоре. Това е в съответствие с принципа на Паскал, тъй като увеличението на налягането се усеща равномерно на определена дълбочина.
5. Защо ушите ни пукат, когато се изкачваме или спускаме бързо в самолет или се гмуркаме дълбоко под вода?
   • ОтговорБързите промени в надморската височина или дълбочината водят до бързи промени в налягането в околната среда (въздух или вода). Ушите ни пукат, за да изравнят вътрешното налягане с външното, в съответствие с принципа на Паскал.
6. Ако се натисне запечатана спринцовка без въздушни мехурчета, защо е трудно да се компресира течността вътре?
   • ОтговорТечностите са практически несвиваеми. Когато се опитате да намалите обема на течността вътре в спринцовката, налягането се увеличава, съпротивлявайки се на компресията, съгласно принципа на Паскал.
7. Как принципът на Паскал обяснява феномена на спукване на язовирна стена, ако в основата ѝ се образува малка дупка?
   • ОтговорПоради теглото на водата, налягането в основата на язовира е високо. Дори малък отвор позволява това високо налягане да се упражнява върху околните конструкции, което може да доведе до катастрофално разрушаване на язовира.
8. Защо е по-лесно да се изстиска течност от почти пълна бутилка, отколкото от почти празна?
   • ОтговорПълната бутилка съдържа по-голямо количество течност, която при стискане предава приложеното налягане по-ефективно в цялата течност поради принципа на Паскал. Почти празната бутилка съдържа повече въздух, който е свиваем, така че същото налягане не произвежда толкова силно пръскане на течност.
9. В хидравличните системи, изходната сила винаги ли е по-голяма от входната сила?
   • ОтговорНе е задължително. Съотношението на изходната сила към входната сила се определя от съотношението на площите на изходните и входните бутала. Системата е проектирана да усилва силата, като има по-голяма площ на изходното бутало от входната, но съотношението на площите определя усилването на силата.
10. Като се има предвид принципът на Паскал, защо дълбоководните същества имат здрави и компактни тела?

• ОтговорДълбоководните същества изпитват огромен натиск поради тежестта на горния воден стълб. За да оцелеят, тези същества са еволюирали, за да имат здрави и компактни тела, които могат да издържат на това високо налягане.