Principi de Pascal: problemes i solucions
1. Conegut:
L'àrea d'A1 = 10 cm2
L'àrea d'A2 = 100 cm2
Força 2 (F2 ) = 100 Newtons
Es busca: Força 1 (F 1 )
Solució:
P = F/A
P = pressió , F = força , A = àrea
P1 =F1 / AT1
P2 =F2 / AT2
P1 = P2
F1 / AT1 =F2 / AT2
F1 / 10 cm² = 100 N / 100 cm²
F1 / 10 = 1 N
F1 = (10)(1 N )
F1 = 10 Newtons
2. Si l'àrea d'A1 = 0.001 m2 i l'àrea d'A2 = 0.1 m2 , la força d'entrada externa F1 = 100 N, aleshores la força de sortida externa F2?
Conegut:
L'àrea d'A1 = 0.001 m2
L'àrea d'A2 = 0.1 m2
Força d'entrada externa F 1 = 100 Newtons
Es desitja : força de sortida externa ( F2 )
Solució:
P1 = P2
F1 / AT1 =F2 / AT2
100 N / 0.001 m² = F² / 0.1 m²
100 N / 0.001 = F2 / 0.1
100,000 N = F² / 0.1
F2 = (0.1)(100,000 N )
F2 = 10,000 N
3. El pes del cotxe = 16,000 N. Quina és la força d'entrada externa F…
Conegut:
Pes del cotxe (w) = 16,000 N
Àrea de B (A B ) = 4000 cm² = 4000 / 10,000 m² = 4 / 10 m² = 0.4 m²
Àrea de A (A A ) = 50 cm² = 50 / 10,000 m² = 0.005 m²
Es busca: Força F
Solució:
F / A A = w / A B
F / 0.005 m² = 16,000 N / 0.4 m²
F / 0.005 = 16,000 N / 0.4
F / 0.005 = 40,000 N
F = (40,000 N)(0.005)
F = 200 Newtons
4.
L'àrea d'A és de 60 cm² i l'àrea de B és de 4,200 cm² , determineu la força d'entrada externa de F.
Conegut:
Àrea de A (A A ) = 60 cm²
Àrea de B (A B ) = 4200 cm²
Pes w (w) = 3500 Newtons
Es busca: F 1
Solució:
Força de F calculada mitjançant l'equació del principi de Pascal :
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / 60 cm2 = 3500 N / 4200 cm2
F1 / 60 = 35 N / 42
F1 = (60)(35 ) / 42
F1 = 2100 / 42
F1 = 50 Newtons
5. L'ascensor hidràulic té una secció transversal gran i una secció transversal petita. L'àrea de la secció transversal gran és 20 vegades l'àrea de la secció transversal petita. Si a la secció transversal petita es dóna una força d'entrada de 25 N, determineu la força de sortida.
Conegut:
Àrea de secció transversal petita ( A1 ) = A
Gran àrea de secció transversal (A2 ) = 20A
Força d'entrada (F1 ) = 25 N
Força de sortida desitjada ( F2 )
Solució:
- Què és el principi de Pascal?
- RespondreEl principi de Pascal estableix que qualsevol canvi de pressió aplicat en qualsevol punt d'un fluid es transmet sense disminuir a través del fluid en totes direccions.
- Com funciona un ascensor hidràulic segons el principi de Pascal?
- RespondreEn un elevador hidràulic, una petita força aplicada a un pistó de petita àrea crea una pressió que es transmet sense disminuir a un pistó de major àrea. Això resulta en una força més gran sobre el pistó més gran, cosa que li permet aixecar objectes pesats.
- Per què el canvi de pressió no disminueix en el principi de Pascal?
- RespondreCom que els fluids són incompressibles, quan s'aplica pressió a una part del fluid, aquesta no es pot comprimir, de manera que transfereix el canvi de pressió uniformement a totes les altres parts del fluid.
- Com afecta un augment de profunditat a la pressió del fluid, tenint en compte el principi de Pascal?
- RespondreA mesura que augmenta la profunditat d'un fluid, la pressió també augmenta a causa del pes del fluid que hi ha a sobre. Això és coherent amb el principi de Pascal, ja que l'augment de pressió s'experimenta uniformement a una profunditat determinada.
- Per què ens surten les orelles quan pugem o baixem ràpidament en un avió o quan ens submergim a les profunditats de l'aigua?
- RespondreEls canvis ràpids d'altitud o profunditat provoquen canvis ràpids de pressió en el medi circumdant (aire o aigua). Les nostres orelles surten com una manera d'igualar la pressió interna amb la pressió externa, d'acord amb el principi de Pascal.
- Si es prem una xeringa segellada i sense bombolles d'aire, per què és difícil comprimir el fluid que hi ha a dins?
- RespondreEls fluids són pràcticament incompressibles. Quan intenteu disminuir el volum del fluid dins de la xeringa, la pressió augmenta, resistint la compressió, segons el principi de Pascal.
- Com explica el principi de Pascal el fenomen de l'esclat d'una presa si es crea un petit forat a la seva base?
- RespondreA causa del pes de l'aigua, la pressió a la base de la presa és alta. Fins i tot una petita obertura permet que aquesta alta pressió s'exerceixi sobre les estructures circumdants, cosa que pot provocar una fallada catastròfica de la presa.
- Per què és més fàcil fer xuclar líquid d'una ampolla gairebé plena que d'una gairebé buida?
- RespondreUna ampolla plena té una quantitat més gran de líquid que, quan s'esprem, transmet la pressió aplicada de manera més eficaç a tot el fluid a causa del principi de Pascal. Una ampolla gairebé buida té més aire, que és compressible, de manera que la mateixa pressió no produeix un raig de líquid tan contundent.
- En els sistemes hidràulics, la força de sortida és sempre més gran que la força d'entrada?
- RespondreNo necessàriament. La relació entre la força de sortida i la força d'entrada està determinada per la relació entre les àrees dels pistons de sortida i d'entrada. El sistema està dissenyat per amplificar la força tenint una àrea del pistó de sortida més gran que la d'entrada, però és la relació d'àrea la que determina l'amplificació de la força.
- Tenint en compte el principi de Pascal, per què les criatures de les profunditats marines tenen cossos robustos i compactes?
- RespondreLes criatures de les profunditats marines experimenten pressions enormes a causa del pes de la columna d'aigua que les recobreix. Per sobreviure, aquestes criatures han evolucionat per tenir cossos robustos i compactes que poden suportar aquestes altes pressions.
