Pascalen legea ulertzea
Nola funtzionatzen du jasogailu/kato hidrauliko batek auto bat altxatzeko erabiltzen denean? Nola funtzionatzen dute balazta hidraulikoek auto bat moteltzeko erabiltzen direnean?
Fluidoen Presioa gaian ikasi genuen bezala , fluido orok presioa egiten du kontaktuan jartzen den objektu guztietan. Edalontzi batean sartzen dugun urak presioa egiten du edalontziaren paretetan. Era berean, igerileku batean edo itsasoko uretan bainatzen garenean, urak presioa egiten du gure gorputz osoan.
Sakonera jakin batean dagoen uraren presio osoa, adibidez, 200 metroko sakoneran dagoen itsasoko uraren presioa, itsasoaren gainazalean eragiten den presio atmosferikoaren eta 200 metroko sakoneran neurtutako presioaren batura da . Beraz, azpiko uraren gainean presioa egiten duen uraren goiko geruzaz gain, itsasoaren gainazalean presioa egiten duen atmosfera edo airea ere badago.
Goiko fluido-geruzak eragindako presioa barne-presio gisa deskriba daiteke , fluidoaren barruan sortzen baita, eta presio atmosferikoa, berriz, kanpoko presio gisa deskriba daiteke , atmosfera fluidotik bereizita dagoelako. Presio atmosferikoak fluidoaren gainazal osoan eragiten du eta fluido osoan zehar transmititzen da. Beraz, sakonera jakin batean dagoen fluidoaren presio osoa ez dago goiko fluido-geruzaren presioaren eraginez bakarrik, baita presio atmosferikoaren eraginez ere.
Azalpen hau hobeto ulertzeko, ikus dezagun ontzi bateko likido bat.
Ontziaren behealdean dagoen likidoaren presioa, jakina, gaineko likidoaren presioa baino handiagoa da. Zenbat eta beherago joan, orduan eta handiagoa da likidoaren presioa; alderantziz, ontziaren goialdera zenbat eta hurbilago egon, orduan eta txikiagoa da likidoaren presioa.
Presioaren magnitudea ρ gh-rekiko proportzionala da (ρ = dentsitatea, g = grabitatearen azelerazioa eta h = altuera edo sakonera). Sakonera bereko puntu guztietan, presioaren magnitudea berdina da. Hau edozein ontzitako likido guztiei aplikatzen zaie eta ez dago ontziaren formaren arabera.
Kanpoko presioa aplikatzen badugu, adibidez likido baten gainazalean sakatuz, likidoaren barruko presioaren igoera berdina da nonahi. Beraz, kanpoko presioa aplikatzen denean, likidoaren zati guztiek presio zati bera jasotzen dute. Beraz, presioa beti berdina da sakonera bereko puntu guztietan. Hau da Pascalen Printzipioa, bere sortzailearen, Blaise Pascalen (1623–1662), omenez proposatua eta izendatua. Pascal frantziar filosofo eta zientzialaria izan zen.
Pascalen printzipioak dio ontzi itxi batean dagoen fluido bati aplikatzen zaion presioa fluidoaren zati guztietara eta ontziaren paretetara modu berdinean transmitituko dela.
Matematikoki honela idatz daiteke:
Informazioa:
p = Presioa, F = Indarra, A = Azalera
"Sartu" hitzak aplikatzen den presioa adierazten du, eta "irteera" hitzak, berriz, igarotzen den presioa.
Pascalen printzipioaren aplikazioa
Pascalen printzipioak gidatuta, gizakiek hainbat tresna garatu dituzte, bai sinpleak bai sofistikatuak, bizitza errazteko. Horien artean daude gato hidraulikoak, jasogailu hidraulikoak, balazta hidraulikoak eta gehiago.
Gato edo jasogailu hidraulikoa
Irudian ageri da nola funtzionatzen duen garraiatzaile edo jasogailu hidrauliko batek.
Gato hidrauliko batek bi gainazal dituen ontzi bat du. Bi gainazaletan pistoi bat dago, ezkerreko pistoiaren azalera eskuineko pistoiaren azalera baino txikiagoa izanik. Pistoiaren azalera ontziaren azalerara egokitzen da. Ontzia fluido batez betetzen da, hala nola lubrifikatzaile batez.
Pistoia, azalera txikia duena, behera bultzatzen bada, likidoaren zati guztiak ere harekin batera joaten dira.
sakatzen da. Azalera txikiko pistoiak (ezkerreko irudia) egiten duen presio kopurua likidoaren atal guztietara transmititzen da. Ondorioz, likidoak azalera handiagoko pistoian (eskuineko irudia) sakatzen du pistoia gora bultzatu arte. Sakatzen ari den pistoiaren azalera txikia da, beraz, likidoa sakatzeko behar den indarra ere txikia da. Baina presioa (Presioa = indarra / azalera-unitatea) likido osoan zehar transmititzen denez, indar txiki hori indar oso handi bihurtzen da likidoak azalera handiko eskuineko pistoian sakatzen duenean. Gutxitan aplikatzen da jendeak azalera handiko pistoi bati sarrera-indarra, ez baita errentagarria. Azalera handiko pistoiaren goialdean, altxatu beharreko objektua edo objektuaren zatia (adibidez, auto bat) jartzen da normalean.
Ez harritu masa oso handiko auto bat erraz altxa daitekeela pistoietako bat sakatuz. Pistoiaren azalera oso txikia da, beraz, aplikatzen dugun indarra ere txikia da. Hala ere, sarrera-indar txiki hori irteera-indar oso handi bihur daiteke irteera-azalera oso handia bada.
Gato hidrauliko bat auto oso astun bat altxatzeko diseinatuta badago, diseinatzaileak autoaren grabitatea eta gatoaren irteera-indarra kontuan hartu behar ditu. Zenbat eta handiagoa izan altxatzen ari den autoaren pisua, orduan eta handiagoa izango da gatoaren irteera-azalera. Gutxienez, gato hidrauliko batek sortutako irteera-indarra altxatzen ari den objektuaren pisua baino handiagoa edo berdina izan behar da.
1. galderaren adibidea:
A1 = 100 cm2
A2 = 250 cm2
F1 = 200 N
Galdera: F 2
Eztabaida
2. galderaren adibidea:
Jakina da:
A 1 = 100 cm² = 100 x 10⁻⁴ m² = 0,01 m²
A2 = 250 cm2 = 250 x 10⁻⁴ m2 = 0,025 m2
Karga-masa = 200 kg
Olioaren dentsitatea (ρ) = 780 kg/m 3
Olio-zutabearen altuera (h) = 2 metro
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/ s²
Galdera: Zein da sarrera-indarra (F) minimoa karga orekan egon dadin (karga ez da mugitzen)?
Erantzuna:
