પાસ્કલના સિદ્ધાંત વિશેનો લેખ
કાર ઉપાડવા માટે હાઇડ્રોલિક લિફ્ટનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત કેવી રીતે વપરાય છે? કારની ગતિ ઘટાડવા માટે હાઇડ્રોલિક બ્રેક્સનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત શું છે? આ સમજવા માટે કૃપા કરીને પાસ્કલનો સિદ્ધાંત શીખો.
દરેક પ્રવાહી હંમેશા તેના સંપર્કમાં આવતી બધી વસ્તુઓ પર દબાણ લાવે છે. આપણે ગ્લાસમાં જે પાણી નાખીએ છીએ તે કાચની દિવાલ પર દબાણ લાવશે. તેવી જ રીતે, જો આપણે સ્વિમિંગ પૂલ અથવા દરિયાઈ પાણીમાં સ્નાન કરીએ છીએ, તો પૂલનું પાણી અથવા દરિયાઈ પાણી પણ આપણા આખા શરીર પર દબાણ લાવે છે.
ચોક્કસ ઊંડાઈએ પાણીનું કુલ દબાણ, ઉદાહરણ તરીકે, 200 મીટરની ઊંડાઈએ દરિયાઈ પાણીનું દબાણ એ 200 મીટરની ઊંડાઈએ વાતાવરણીય દબાણ અને માપેલા દબાણનું પ્રમાણ છે. તેથી, પાણીના દબાણ ઉપરાંત.
દરિયાઈ પાણીની સપાટીને દબાવતું વાતાવરણ પણ છે.
વાતાવરણીય દબાણ બધી પ્રવાહી સપાટીઓ પર કાર્ય કરે છે, અને દબાણ પ્રવાહીના બધા ભાગોમાં વહેંચાય છે. તેથી, ઉપરના પ્રવાહી સ્તરના દબાણ સિવાય ચોક્કસ ઊંડાઈએ પ્રવાહીનું કુલ દબાણ પણ વાતાવરણીય દબાણથી પ્રભાવિત થાય છે.
આ સમજૂતીને વધુ સમજવા માટે, ચાલો એક પાત્રમાં રહેલા પ્રવાહીની સમીક્ષા કરીએ.
અલબત્ત, કન્ટેનરના તળિયે પ્રવાહીનું દબાણ ઉપરના પ્રવાહીના દબાણ કરતા વધારે હોય છે. જેટલું નીચે તરફ જશે, પ્રવાહીનું દબાણ તેટલું વધારે હશે, તેનાથી વિપરીત, કન્ટેનરની ટોચની સપાટીની નજીક, પ્રવાહીનું દબાણ ઓછું હશે.
દબાણનું પ્રમાણ ρ gh (ρ = ઘનતા, g = ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ અને h = ઊંચાઈ અથવા ઊંડાઈ) ના પ્રમાણસર છે. સમાન ઊંડાઈ પર દરેક બિંદુએ, દબાણનું પ્રમાણ સમાન હોય છે. આ કોઈપણ પાત્રમાંના બધા પ્રવાહીને લાગુ પડે છે અને પાત્રના આકાર પર આધાર રાખતું નથી.
જો આપણે બહારનું દબાણ ઉમેરીએ, ઉદાહરણ તરીકે પ્રવાહીની સપાટી દબાવીને, તો પ્રવાહીમાં દબાણમાં વધારો દરેક જગ્યાએ સમાન હોય છે. તેથી જો બાહ્ય દબાણ આપવામાં આવે, તો પ્રવાહીના દરેક ભાગને સમાન દબાણ મળે છે. તેથી, સમાન ઊંડાઈએ દરેક બિંદુએ દબાણ હંમેશા સમાન હોય છે. આ પાસ્કલનો સિદ્ધાંત છે, જે બ્લેઇસ પાસ્કલ (૧૬૨૩-૧૬૬૨) ના નામ પરથી શરૂ થયો અને નામ આપવામાં આવ્યું. પાસ્કલ એક ફ્રેન્ચ ફિલોસોફર અને વૈજ્ઞાનિક છે.
પાસ્કલનો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે બંધ જગ્યાએ પ્રવાહી પર લાગુ કરાયેલ દબાણ પ્રવાહીના દરેક ભાગ અને પાત્રની દિવાલો તરફ આગળ વધશે.
પાસ્કલના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ
પાસ્કલના સિદ્ધાંતના આધારે, માનવોએ જીવનને સરળ બનાવવા માટે ઘણા સરળ અને અત્યાધુનિક સાધનો બનાવ્યા છે. તેમાંના કેટલાક હાઇડ્રોલિક લિફ્ટ્સ, હાઇડ્રોલિક બ્રેક્સ વગેરે છે.
હાઇડ્રોલિક લિફ્ટ
હાઇડ્રોલિક લિફ્ટમાં એક જહાજ હોય છે જેમાં બે સપાટી હોય છે. બંને સપાટી પર, એક પિસ્ટન હોય છે, જ્યાં ડાબી બાજુનો પિસ્ટન સપાટી વિસ્તાર જમણી બાજુના પિસ્ટન સપાટી વિસ્તાર કરતા નાનો હોય છે. પિસ્ટન સપાટી વિસ્તાર જહાજના સપાટી વિસ્તાર સાથે સમાયોજિત થાય છે. જહાજો પ્રવાહીથી ભરેલા હોય છે, જેમ કે લુબ્રિકન્ટ્સ.
જો નાના સપાટી વિસ્તારવાળા પિસ્ટનને નીચે દબાવવામાં આવે, તો પ્રવાહીનો દરેક ભાગ પણ
નીચે દબાવવામાં આવે છે. નાની સપાટીવાળા પિસ્ટન દ્વારા આપવામાં આવતું દબાણ પ્રવાહીના તમામ ભાગોમાં પસાર થાય છે. પરિણામે, પ્રવાહી પિસ્ટનને ઉપર ધકેલવામાં ન આવે ત્યાં સુધી મોટા સપાટી વિસ્તાર સાથે દબાવશે. દબાવવામાં આવેલા પિસ્ટનનું સપાટી ક્ષેત્રફળ નાનું હોય છે જેથી પ્રવાહીને દબાવવા માટે જરૂરી બળ પણ નાનું હોય છે. પરંતુ પ્રવાહીના તમામ ભાગો પર દબાણ ચાલુ રહેતું હોવાથી, જ્યારે પ્રવાહી જમણી બાજુના પિસ્ટનને મોટા સપાટી વિસ્તાર સાથે દબાવશે ત્યારે નાનું બળ બદલાય છે. ભાગ્યે જ લોકો મોટા સપાટી વિસ્તારવાળા પિસ્ટન પર પ્રવેશ બળ પ્રદાન કરે છે કારણ કે તે નફાકારક નથી? મોટા સપાટી વિસ્તારવાળા પિસ્ટનની ટોચ પર સામાન્ય રીતે એવી વસ્તુઓ અથવા વસ્તુઓ મૂકવામાં આવે છે જે ઉપાડવા માંગે છે (ઉદાહરણ તરીકે, કાર).
જો કોઈ વિશાળ દળવાળી કાર ફક્ત એક પિસ્ટન દબાવવાથી સરળતાથી ઉપાડી શકાય તો આશ્ચર્ય પામશો નહીં. પિસ્ટનનો સપાટી વિસ્તાર એટલો નાનો છે કે આપણે જે બળ આપીએ છીએ તે પણ નાનું છે. જો કે, જો આઉટપુટ સપાટી વિસ્તાર મોટો હોય તો નાનું ઇનપુટ બળ વિશાળ આઉટપુટ બળમાં બદલાઈ શકે છે.
ઉદાહરણ સમસ્યા ૧:
જાણીતા:
A 1 = 100 સેમી 2
A 2 = 250 સેમી 2
એફ 1 = 200 એન
જોઈએ છે: F 2
ઉકેલો:
ઉદાહરણ સમસ્યા ૧:
જાણીતા:
A 1 = 100 સેમી 2 = 100 x 10 -4 મીટર 2 = 0.01 મીટર 2
A 2 = 250 સેમી 2 = 250 x 10 -4 મીટર 2 = 0.025 મીટર 2
ભારનું દળ = 200 કિગ્રા
તેલની ઘનતા (ρ) = 780 કિગ્રા/મીટર 3
તેલ સ્તંભની ઊંચાઈ (h) = 2 મીટર
ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ (g) = 10 m/s 2
જોઈતું હતું:
ભાર સંતુલિત સ્થિતિમાં રહે (ભાર ખસેડી રહ્યો નથી) તે માટે લઘુત્તમ ઇનપુટ બળ (F) કેટલું છે?
ઉકેલો:
