Cikk a Pascal-elvről
Hogyan működik a hidraulikus emelő egy autó emelésére? Mi a hidraulikus fékek működési elve, amikor az autó sebességének csökkentésére használják őket? Kérjük, ismerkedjen meg Pascal elvével, hogy megértse ezt.
Minden folyadék nyomást gyakorol minden vele érintkező tárgyra. A pohárba tett víz nyomást gyakorol az üveg falára. Hasonlóképpen, ha medencében vagy tengervízben fürdünk, a medencevíz vagy a tengervíz is nyomást gyakorol az egész testünkre.
A víz teljes nyomása egy bizonyos mélységben, például a tengervíz nyomása 200 méter mélységben, megegyezik a légköri nyomás és a 200 méter mélységben mért nyomás összegével. Tehát a víznyomáson kívül...
Ott van még a légkör is, amely elnyomja a tengervíz felszínét.
A légköri nyomás a folyadék minden felületére hat, és a nyomás a folyadék minden részére eloszlik. Ezért a folyadék teljes nyomását egy bizonyos mélységben a felső folyadékréteg nyomása mellett a légköri nyomás is befolyásolja.
A magyarázat jobb megértése érdekében vizsgáljuk meg a tartályban lévő folyadékot.
A tartály alján a folyadék nyomása természetesen magasabb, mint a tetején lévő folyadék nyomása. Minél lefelé van, annál nagyobb a folyadék nyomása, ellenkezőleg, minél közelebb van a tartály felső felületéhez, annál kisebb a folyadék nyomása.
A nyomás nagysága arányos ρ gh -val (ρ = sűrűség, g = nehézségi gyorsulás és h = magasság vagy mélység). Azonos mélységben minden pontban a nyomás nagysága azonos. Ez minden folyadékra vonatkozik bármely tartályban, és nem függ a tartály alakjától.
Ha külső nyomást adunk hozzá, például a folyadék felületének megnyomásával, a folyadékban a nyomásnövekedés mindenhol azonos. Tehát, ha külső nyomás van jelen, a folyadék minden része ugyanakkora nyomást kap. Ezért a nyomás mindig azonos minden pontban, azonos mélységben. Ez Pascal elve, amelyet Blaise Pascal (1623-1662) nevéről neveztek el. Pascal francia filozófus és tudós volt.
Pascal elve kimondja, hogy a zárt térben lévő folyadékra ható nyomás továbbadódik a folyadék minden egyes részéhez és a tartály falához.
Pascal-elv alkalmazása
Pascal elve alapján az emberek számos eszközt alkottak, egyszerűeket és kifinomultakat egyaránt, hogy megkönnyítsék az életet. Ilyenek például a hidraulikus emelők, a hidraulikus fékek stb.
Hidraulikus emelő
A hidraulikus emelő egy két felülettel rendelkező tartályból áll. Mindkét felületen található egy dugattyú, ahol a bal oldali dugattyúfelület kisebb, mint a jobb oldali. A dugattyúfelület a tartály felületéhez igazodik. A tartályok folyadékokkal, például kenőanyagokkal vannak feltöltve.
Ha a kis felületű dugattyút lenyomják, a folyadék minden része is
Lefelé nyomva. Egy kis felületű dugattyú által kifejtett nyomás a folyadék minden részére átjut. Ennek eredményeként a folyadék nagyobb felületű dugattyút nyom, amíg a dugattyú felfelé nem nyomódik. A nyomott dugattyú felülete kicsi, így a folyadék elnyomásához szükséges erő is kicsi. De mivel a nyomás a folyadék minden részére folyamatosan hat, a kis erő megváltozik, amikor a folyadék nagy felületű jobb oldali dugattyút nyom. Ritkán fejtenek ki belépési erőt egy nagy felületű dugattyúra, mert az nem kifizetődő? A nagy felületű dugattyú tetején általában tárgyakat vagy dolgokat helyeznek el, amelyeket fel kell emelni (például egy autót).
Ne lepődj meg, ha egy hatalmas tömegű autó könnyen felemelhető pusztán az egyik dugattyú megnyomásával. A dugattyú felülete olyan kicsi, hogy az általunk kifejtett erő is kicsi. Azonban a kis bemeneti erő hatalmas kimeneti erővé változhat, ha a kimeneti felület nagy.
1. példafeladat:
Ismert:
A² = 100 cm²
A² = 250 cm²
F1 = 10 000 N
Keresett: F 2
megoldás:
2. példafeladat:
Ismert:
A² = 100 cm² = 100 x 10⁻⁴ m² = 0.01 m²
A² = 250 cm² = 250 x 10⁻⁴ m² = 0.025 m²
A rakomány tömege = 200 kg
Az olaj sűrűsége (ρ) = 780 kg/ m3
Olajoszlop magassága (h) = 2 m
A nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ s²
Keresett:
Mekkora a minimális bemeneti erő (F), hogy a teher kiegyensúlyozott állapotban legyen (a teher nem mozog)?
megoldás:
