De wet fan Pascal begripe
Hoe wurket in hydraulyske krik/lift as er brûkt wurdt om in auto op te tillen? Hoe wurkje hydraulyske remmen as er brûkt wurdt om in auto te fertragen?
Lykas wy leard hawwe yn it haadûnderwerp FloeistofdrukElke floeistof oefenet druk út op alle objekten dêr't it mei yn kontakt komt. Wetter yn in glês oefenet druk út op 'e muorren fan it glês. Op deselde wize, as wy swimme yn in swimbad of seewetter, oefenet it wetter druk út op ús hiele lichem.
De totale wetterdruk op in bepaalde djipte, bygelyks de seewetterdruk op in djipte fan 200 meter, is de som fan 'e atmosfearyske druk dy't op it oerflak fan it seewetter drukt en mjitten druk op in djipte fan 200 meter. Dus, neist de boppeste laach wetter dy't op it wetter derûnder drukt, is der ek de atmosfear, of loft, dy't op it oerflak fan 'e see drukt.
De druk feroarsake troch de floeistoflaach hjirboppe kin sein wurde te wêzen ynterne druk om't de druk sels út 'e floeistof komt, wylst wy kinne sizze atmosfearyske druk eksterne druk Omdat de sfear apart is fan 'e floeistof, wurket de atmosfearyske druk op it hiele oerflak fan 'e floeistof en wurdt it troch de hiele floeistof oerbrocht. Dêrom wurdt de totale floeistofdruk op in bepaalde djipte net allinich beynfloede troch de druk fan 'e floeistoflaach derboppe, mar ek troch de atmosfearyske druk.
Om dizze útlis better te begripen, litte wy nei in floeistof yn in kontener sjen.
De druk fan 'e floeistof oan 'e ûnderkant fan 'e kontener is fansels grutter as de druk fan 'e floeistof derboppe. Hoe leger jo geane, hoe grutter de druk fan 'e floeistof; oarsom, hoe tichter jo by de boppekant fan 'e kontener komme, hoe leger de druk fan 'e floeistof.
De grutte fan 'e druk is evenredich mei ρ gh (ρ = tichtens, g = fersnelling troch swiertekrêft en h = hichte of djipte). Op elk punt op deselde djipte is de grutte fan 'e druk itselde. Dit jildt foar alle floeistoffen yn elke kontener en hinget net ôf fan 'e foarm fan 'e kontener.
As wy eksterne druk útoefenje, bygelyks troch op it oerflak fan in floeistof te drukken, is de tanimming fan druk yn 'e floeistof oeral itselde. Dêrom, as eksterne druk útoefene wurdt, krijt elk diel fan 'e floeistof itselde oandiel druk. Dêrom is de druk altyd itselde op elk punt op deselde djipte. Dit is it Prinsipe fan Pascal, foarsteld en neamd nei syn oprjochter, Blaise Pascal (1623–1662). Pascal wie in Frânske filosoof en wittenskipper.
It prinsipe fan Pascal stelt dat druk dy't tapast wurdt op in floeistof yn in sletten kontener gelyk oerdroegen wurdt oan elk diel fan 'e floeistof en de muorren fan' e kontener.
Wiskundich kin it as folget skreaun wurde:
Ynformaasje:
p = Druk, F = Krêft, A = Oerflak
It wurd yn stiet foar de druk dy't útoefene wurdt, wylst it wurd út de druk dy't trochjûn wurdt, stiet foar.
Tapassing fan it prinsipe fan Pascal
Begelaat troch it prinsipe fan Pascal hawwe minsken ferskate ark ûntwikkele, sawol ienfâldich as ferfine, om it libben makliker te meitsjen. Guon dêrfan binne hydraulyske kriken, hydraulyske liften, hydraulyske remmen, en mear.
Hydraulyske krik of lift
Hoe't in hydraulyske krik of lift wurket wurdt werjûn yn 'e ôfbylding.
In hydraulyske krik bestiet út in skip mei twa oerflakken. Oan beide oerflakken sit in piston, wêrby't it oerflak fan 'e piston oan 'e lofterkant lytser is as it oerflak fan 'e piston oan 'e rjochterkant. It oerflak fan 'e piston is oanpast oan it oerflak fan it skip. It skip is fol mei in floeistof, lykas in smeermiddel.
As de piston, dy't in lyts oerflak hat, nei ûnderen drukt wurdt, dan giet elk diel fan 'e floeistof ek mei.
yndrukt. De hoemannichte druk dy't útoefene wurdt troch de piston mei in lyts oerflak (ôfbylding lofts) wurdt oerdroegen oan alle dielen fan 'e floeistof. As gefolch drukt de floeistof op 'e piston mei in grutter oerflak (ôfbylding rjochts) oant de piston omheech drukt wurdt. It oerflak fan 'e piston dy't yndrukt wurdt is lyts, dus de krêft dy't nedich is om de floeistof te drukken is ek lyts. Mar om't de druk (Druk = krêft / ienheidsoppervlakte) troch de floeistof oerdroegen wurdt, feroaret de lytse krêft yn in tige grutte krêft as de floeistof op 'e piston oan 'e rjochterkant drukt mei in grut oerflak. It is seldsum dat minsken ynfierkrêft tapasse op in piston mei in grut oerflak, om't it net rendabel is. Boppe-op 'e piston mei in grut oerflak wurdt meastal it objekt of diel fan it objekt dat optild wurde moat (bygelyks in auto) pleatst.
Wês net ferrast as in auto mei in tige grutte massa maklik optild wurde kin troch gewoan ien fan 'e pistons yn te drukken. It oerflak fan 'e piston is tige lyts, dus de krêft dy't wy útoefenje is ek lyts. Dizze lytse ynfierkrêft kin lykwols omset wurde yn in tige grutte útfierkrêft as it útfieroerflak tige grut is.
As in hydraulyske krik ûntwurpen is om in tige swiere auto op te tillen, moat de ûntwerper rekken hâlde mei de swiertekrêft fan 'e auto en de útfierkrêft fan 'e krik. Hoe grutter it gewicht fan 'e auto dy't optild wurdt, hoe grutter it útfieroerflak fan 'e krik. Op syn minst moat de útfierkrêft dy't generearre wurdt troch in hydraulyske krik grutter wêze as of gelyk wêze oan it gewicht fan it objekt dat optild wurdt.
Foarbyldfraach 1:
A1 = 100 sm2
A2 = 250 sm2
F1 = 200 N
Fraach: F2
Diskusje
Foarbyldfraach 2:
It is bekend dat:
A1 = 100 sm2 = 100 x 10-4 m2 = 0,01 m2
A2 = 250 sm2 = 250 x 10-4 m2 = 0,025 m2
Laadmassa = 200 kg
Oaljedichtheid (ρ) = 780 kg/m³3
Oaljekolomhichte (h) = 2 meter
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s2
Frege: Wat is de minimale ynfierkrêft (F) sadat de lading yn lykwicht is (de lading beweecht net)?
Antwurd:
