Straipsnis apie Paskalio principą
Kaip hidraulinis keltuvas naudojamas automobiliui pakelti? Koks yra hidraulinių stabdžių veikimo principas, kai jie naudojami automobilio greičiui sumažinti? Norėdami tai suprasti, išmokite Paskalio principą.
Kiekvienas skystis nuolat spaudžia visus su juo besiliečiančius objektus. Į stiklinę pilamas vanduo spaudžia stiklo sienelę. Panašiai, jei maudomės baseine ar jūros vandenyje, baseino vanduo ar jūros vanduo taip pat spaudžia visą mūsų kūną.
Bendras vandens slėgis tam tikrame gylyje, pavyzdžiui, jūros vandens slėgis 200 metrų gylyje, yra atmosferos slėgio ir išmatuoto slėgio 200 metrų gylyje suma. Taigi, be vandens slėgio.
Taip pat yra atmosfera, kuri slopina jūros vandens paviršių.
Atmosferos slėgis veikia visus skysčio paviršius ir pasiskirsto visoms skysčio dalims. Todėl bendrą skysčio slėgį tam tikrame gylyje, be viršutinio skysčio sluoksnio slėgio, taip pat veikia atmosferos slėgis.
Norėdami geriau suprasti šį paaiškinimą, panagrinėkime skystį inde.
Skysčio slėgis indo apačioje, žinoma, yra didesnis nei skysčio slėgis viršuje. Kuo labiau žemyn, tuo didesnis skysčio slėgis, priešingai, kuo arčiau indo viršutinio paviršiaus, tuo mažesnis skysčio slėgis.
Slėgio dydis yra proporcingas ρ gh (ρ = tankis, g = gravitacijos pagreitis ir h = aukštis arba gylis). Kiekviename taške tame pačiame gylyje slėgio dydis yra vienodas. Tai taikoma visiems skysčiams bet kurioje talpykloje ir nepriklauso nuo talpyklos formos.
Jei pridedame išorinį slėgį, pavyzdžiui, spaudžiant skysčio paviršių, skysčio slėgio padidėjimas visur yra vienodas. Taigi, jei yra išorinis slėgis, kiekviena skysčio dalis gauna vienodą slėgį. Todėl slėgis visada yra vienodas kiekviename taške tame pačiame gylyje. Tai yra Paskalio principas, pradėtas ir pavadintas Blezo Paskalio (1623–1662) vardu. Paskalis yra prancūzų filosofas ir mokslininkas.
Paskalio principas teigia, kad uždaroje erdvėje esančiam skysčiui veikiantis slėgis bus perduotas kiekvienai skysčio daliai ir indo sienelėms.
Paskalio principo taikymas
Remdamiesi Paskalio principu, žmonės sukūrė keletą įrankių, tiek paprastų, tiek sudėtingų, kad palengvintų gyvenimą. Kai kurie iš jų yra hidrauliniai keltuvai, hidrauliniai stabdžiai ir kt.
Hidraulinis keltuvas
Hidraulinį keltuvą sudaro indas, turintis du paviršius. Abiejuose paviršiuose yra stūmoklis, kurio kairėje pusėje esančio stūmoklio paviršiaus plotas yra mažesnis nei dešinėje pusėje esančio stūmoklio paviršiaus plotas. Stūmoklio paviršiaus plotas yra pritaikytas prie indo paviršiaus ploto. Indai užpildomi skysčiais, pavyzdžiui, tepalais.
Jei mažo paviršiaus ploto stūmoklis paspaudžiamas žemyn, kiekviena skysčio dalis taip pat
Spaudžiamas žemyn. Mažo paviršiaus ploto stūmoklio sukuriamas slėgis perduodamas visoms skysčio dalims. Dėl to skystis spaudžia didesnio paviršiaus ploto stūmoklį, kol jis pakyla. Spaudžiamo stūmoklio paviršiaus plotas yra mažas, todėl jėga, reikalinga skysčiui slopinti, taip pat yra maža. Tačiau kadangi slėgis tęsiasi visoms skysčio dalims, maža jėga pasikeičia, kai skystis spaudžia didelį paviršiaus plotą turintį dešinįjį stūmoklį. Retai kada žmonės sukuria įėjimo jėgą dideliam paviršiaus plotui turinčiam stūmokliui, nes tai nenaudinga? Didelio paviršiaus ploto stūmoklio viršuje paprastai dedami daiktai ar daiktai, kuriuos reikia pakelti (pavyzdžiui, automobilis).
Nenustebkite, jei didžiulės masės automobilis lengvai pakeliamas vien paspaudus vieną iš stūmoklių. Stūmoklio paviršiaus plotas yra toks mažas, kad ir mūsų sukuriama jėga yra maža. Tačiau maža įvesties jėga gali pasikeisti į didžiulę išėjimo jėgą, jei išėjimo paviršiaus plotas yra didelis.
1 pavyzdžio problema:
Žinomas:
A² = 100 cm²
A² = 250 cm²
F1 = 200 N
Ieškoma: F 2
sprendimas:
2 pavyzdžio problema:
Žinomas:
A² = 100 cm² = 100 x 10⁻⁴ m² = 0.01 m²
A² = 250 cm² = 250 x 10⁻⁴ m² = 0.025 m²
Krovinio masė = 200 kg
Naftos tankis (ρ) = 780 kg/ m³
Naftos stulpelio aukštis (h) = 2 m
Sunkio pagreitis (g) = 10 m/ s²
Ieškoma:
Kokia minimali įėjimo jėga (F), kad krovinys būtų subalansuotos būsenos (krovinys nejudėtų)?
sprendimas:
