Pascal-reglan – vandamál og lausnir
1. Þekkt:
Flatarmál A1 = 10 cm2
Flatarmál A2 = 100 cm2
Kraftur 2 (F2 ) = 100 Newton
Óskað eftir: Sveit 1 (F 1 )
Lausn:
P = F / A
P = þrýstingur , F = kraftur , A = flatarmál
P1 =F1 / TIL1
P2 =F2 / TIL2
P1 = P2
F1 / TIL1 =F2 / TIL2
F1 / 10 cm² = 100 N / 100 cm²
F 1 / 10 = 1 N
F1 = (10)(1 N )
F1 = 10 Newton
2. Ef flatarmál A1 = 0.001 m2 og flatarmál A2 = 0.1 m2 , og ytri inntakskrafturinn F1 = 100 N, þá er ytri úttakskrafturinn F2?
Þekkt:
Flatarmál A1 = 0.001 m2
Flatarmál A2 = 0.1 m2
Ytri inntakskraftur F1 = 100 Newton
Óskað er eftir : Ytri úttakskraftur ( F2 )
Lausn:
P1 = P2
F1 / TIL1 =F2 / TIL2
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. Þyngd bíls = 16,000 N. Hver er ytri inntakskrafturinn F…
Þekkt:
Þyngd bíls (w) = 16,000 N
Flatarmál B (A B ) = 4000 cm² = 4000 / 10,000 m² = 4 / 10 m² = 0.4 m²
Flatarmál A (A A ) = 50 cm² = 50 / 10,000 m² = 0.005 m²
Óskað eftir: Force F
Lausn:
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 Newton
4.
Flatarmál A er 60 cm² og flatarmál B er 4,200 cm² , ákvarðið ytri inntakskraft F.
Þekkt:
Flatarmál A (A A ) = 60 cm²
Flatarmál B (A B ) = 4200 cm²
Þyngd w (w) = 3500 Newton
Óskað eftir: F 1
Lausn:
Kraftur F reiknaður út með jöfnu Pascals-reglunnar :
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / 60 cm² = 3500 N / 4200 cm²
F 1 / 60 = 35 N / 42
F1 = (60)(35) / 42
F1 = 2100 / 42
F² = 50 Newton
5. Vökvalyftan hefur stórt þversnið og lítið þversnið. Stóra þversniðsflatarmálið er 20 sinnum stærra en lítið þversniðsflatarmálið. Ef inntakskrafturinn er 25 N á litla þversniðinu, þá ákvarðið úttakskraftinn.
Þekkt:
Lítið þversniðsflatarmál (A1 ) = A
Stórt þversniðsflatarmál (A² ) = 20A
Inntakskraftur (F1 ) = 25 N
Óskað er eftir: Úttakskraftur ( F2 )
Lausn:
- Hvað er meginregla Pascals?
- svarMeginregla Pascals segir að allar breytingar á þrýstingi sem beitt er á hvaða stað sem er í vökva flyst óbreyttar um vökvann í allar áttir.
- Hvernig virkar vökvalyfta samkvæmt meginreglu Pascals?
- svarÍ vökvalyftu myndar lítill kraftur sem beitt er á stimpla með litlu flatarmáli þrýsting sem flyst óbreyttur til stimpla með stærra flatarmáli. Þetta leiðir til meiri krafts á stærri stimplinn, sem gerir honum kleift að lyfta þungum hlutum.
- Hvers vegna er þrýstingsbreytingin óminnkuð í meginreglu Pascals?
- svarÞar sem vökvar eru óþjappanlegir, þá getur þrýstingur á einn hluta vökvans ekki þjappast saman, þannig að þrýstingsbreytingin flyst jafnt yfir á alla aðra hluta vökvans.
- Hvernig hefur aukning á dýpt áhrif á vökvaþrýsting, miðað við meginreglu Pascals?
- svarÞegar dýpi eykst í vökva eykst einnig þrýstingurinn vegna þyngdar vökvans fyrir ofan. Þetta er í samræmi við meginreglu Pascals þar sem þrýstingsaukningin er jafnt á ákveðnu dýpi.
- Af hverju poppa eyrun okkar þegar við stígum hratt upp eða niður í flugvél eða kafum djúpt undir vatni?
- svarÖr hæðar- eða dýptarbreytingar leiða til örra þrýstingsbreytinga í umhverfinu (lofti eða vatni). Eyrun okkar eru með ýktum eyrum til að jafna innri þrýstinginn við ytri þrýstinginn, í samræmi við meginreglu Pascals.
- Ef þrýst er á innsiglaða sprautu án loftbóla, hvers vegna er þá erfitt að þjappa vökvanum inni í henni?
- svarVökvar eru nánast óþjappanlegir. Þegar reynt er að minnka rúmmál vökvans inni í sprautunni eykst þrýstingurinn, sem veitir mótstöðu gegn þjöppuninni, samkvæmt meginreglu Pascals.
- Hvernig útskýrir meginregla Pascals fyrirbærið þegar stífla springur ef lítið gat myndast við botn hennar?
- svarVegna þyngdar vatnsins er þrýstingurinn við botn stíflunnar mikill. Jafnvel lítil opnun gerir það að verkum að þessi mikli þrýstingur getur beittst á nærliggjandi mannvirki, sem getur leitt til stórkostlegra bilana stíflunnar.
- Af hverju er auðveldara að sprauta vökva úr næstum fullri kreistflösku heldur en úr næstum tómri?
- svarFull flaska inniheldur meira magn af vökva sem, þegar kreist er á hana, dreifir þrýstingnum betur um vökvann samkvæmt meginreglu Pascals. Næstum tóm flaska inniheldur meira loft, sem er þjappanlegt, þannig að sami þrýstingur framleiðir ekki eins kröftugan vökvasprautu.
- Í vökvakerfum, er úttakskrafturinn alltaf meiri en inntakskrafturinn?
- svarEkki endilega. Hlutfall úttakskraftsins og inntakskraftsins er ákvarðað af hlutfalli flatarmáls úttaks- og inntaksstimplanna. Kerfið er hannað til að magna kraft með því að hafa stærra flatarmál úttaksstimplsins en inntaksstimplsins, en það er flatarmálshlutfallið sem ákvarðar kraftmögnunina.
- Með hliðsjón af meginreglu Pascals, hvers vegna hafa djúpsjávardýr sterka og þétta líkama?
- svarDjúpsjávardýr verða fyrir miklum þrýstingi vegna þyngdar vatnsdálksins sem ofan á þeim stendur. Til að lifa af hafa þessar verur þróast og orðið sterkar og þéttar líkamar sem geta þolað þennan mikla þrýsting.
