Paskāla princips – problēmas un risinājumi

Paskāla princips – problēmas un risinājumi

1. Zināms:

A apgabals₁ = 10 XNUMX cm²

A apgabals₂ = 100 XNUMX cm²

Spēks 2 (F₂) = 100 ņūtoni

Meklē: Spēks 1 (F₁)

šķīdums:

P = F/A

P = spiediens, F = piespiest, A = platība

P₁ =F₁ / TO₁
P₂ =F₂ / TO₂

P₁ = P₂
F₁ / TO₁ =F₂ / TO₂

F₁ / 10 cm²  = 100 N / 100 cm²

F₁ / 10 = 1 N

F₁ = (10)(1 N)

F₁ = 10 ņūtoni

2. Ja A laukums₁ = 0.001 m² un A laukums₂ = 0.1 m² , ārējais ieejas spēks F₁ = 100 N, tad ārējais izejas spēks F₂ ?

Zināms:

A apgabals₁ = 0.001 m²

A apgabals₂ = 0.1 m²

Ārējais ieejas spēks F₁ = 100 ņūtoni

Wanted : Ārējais izejas spēks (F₂)

šķīdums:

P₁ = P₂
F₁ / TO₁ =F₂ / TO₂

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. Automašīnas svars = 16 000 N. Kāds ir ārējais ieejas spēks F…

Zināms:

Automašīnas svars (w) = 16 000 N

B laukums (A_B) = 4000 cm² = 4000 / 10,000 m² = 4 / 10 m² = 0.4 m²

A laukums (A_A) = 50 cm² = 50 / 10,000 m² = 0.005 m²

Meklē: Spēks F

šķīdums:

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 ņūtoni

4.

A laukums ir 60 cm² un B laukums ir 4,200 cm², nosakiet ārējo ieejas spēku F.

Zināms:

A laukums (A_A) = 60 cm²

B laukums (A_B) = 4200 cm²

Svars w (w) = 3500 ņūtoni

Meklē: F₁

šķīdums:

Spēks F, kas aprēķināts, izmantojot vienādojumu Paskāla princips :

F₁ / TO₁ =F₂ / TO₂

F₁ / 60 cm² = 3500 N / 4200 cm²

F₁ / 60 = 35 Z / 42

F₁ = (60)(35) / 42

F₁ = 2100/42

F₁ = 50 ņūtoni

5. Hidrauliskajam pacēlājam ir liels šķērsgriezums un mazs šķērsgriezums. Lielā šķērsgriezuma laukums ir 20 reizes lielāks par mazā šķērsgriezuma laukumu. Ja uz mazā šķērsgriezuma tiek dots ieejas spēks 25 N, tad nosakiet izejas spēku.

Zināms:

Mazs šķērsgriezuma laukums (A₁) = A

Liels šķērsgriezuma laukums (A₂) = 20A

Ievades spēks (F₁) = 25 N

Meklē: Izejas spēks (F₂)

šķīdums:

1. Kas ir Paskāla princips?
   • atbildePaskāla princips nosaka, ka jebkura spiediena izmaiņa, kas pielikta jebkurā šķidruma punktā, nemazinās un izplatās visā šķidrumā visos virzienos.
2. Kā darbojas hidrauliskais pacēlājs, pamatojoties uz Paskāla principu?
   • atbildeHidrauliskajā pacēlājā neliels spēks, kas pielikts neliela laukuma virzulim, rada spiedienu, kas nemazināts tiek pārnests uz lielāka laukuma virzuli. Tas rada lielāku spēku uz lielāko virzuli, ļaujot tam pacelt smagus priekšmetus.
3. Kāpēc Paskāla principā spiediena izmaiņas nemazinās?
   • atbildeTā kā šķidrumi ir nesaspiežami, kad spiediens tiek pielikts vienai šķidruma daļai, tā nevar saspiesties, tāpēc spiediena izmaiņas vienmērīgi pārnes uz visām pārējām šķidruma daļām.
4. Kā dziļuma palielināšanās ietekmē šķidruma spiedienu, ņemot vērā Paskāla principu?
   • atbildePalielinoties šķidruma dziļumam, palielinās arī spiediens virs tā esošā šķidruma svara dēļ. Tas atbilst Paskāla principam, jo ​​spiediena pieaugums noteiktā dziļumā ir jūtams vienmērīgi.
5. Kāpēc mūsu ausis sprāgst, ātri paceļoties vai nolaižoties lidmašīnā vai nirstot dziļi zem ūdens?
   • atbildeStraujas augstuma vai dziļuma izmaiņas izraisa straujas spiediena izmaiņas apkārtējā vidē (gaisā vai ūdenī). Mūsu ausis sprāgst, lai izlīdzinātu iekšējo spiedienu ar ārējo spiedienu saskaņā ar Paskāla principu.
6. Ja nospiesta noslēgta šļirce bez gaisa burbuļiem, kāpēc ir grūti saspiest šķidrumu iekšpusē?
   • atbildeŠķidrumi praktiski nav saspiežami. Saskaņā ar Paskāla principu, mēģinot samazināt šķidruma tilpumu šļircē, spiediens palielinās, pretojoties saspiešanai.
7. Kā Paskāla princips izskaidro dambja plīšanas fenomenu, ja tā pamatnē rodas neliels caurums?
   • atbildeŪdens svara dēļ spiediens dambja pamatnē ir augsts. Pat neliela atvere ļauj šim augstajam spiedienam iedarboties uz apkārtējām konstrukcijām, kas var izraisīt katastrofālu dambja sabrukumu.
8. Kāpēc no gandrīz pilnas pudeles ir vieglāk izspiest šķidrumu nekā no gandrīz tukšas?
   • atbildePilnā pudelē ir lielāks šķidruma daudzums, kas, saspiežot, efektīvāk pārnes spiedienu pa visu šķidrumu, pateicoties Paskāla principam. Gandrīz tukšā pudelē ir vairāk gaisa, ko var saspiest, tāpēc tas pats spiediens nerada tik spēcīgu šķidruma šļakatu.
9. Vai hidrauliskajās sistēmās izejas spēks vienmēr ir lielāks par ieejas spēku?
   • atbildeNe obligāti. Izejas spēka attiecību pret ieejas spēku nosaka izejas un ieejas virzuļu laukumu attiecība. Sistēma ir paredzēta spēka pastiprināšanai, izmantojot lielāku izejas virzuļa laukumu nekā ieejas virzuļa laukumu, taču spēka pastiprinājumu nosaka laukuma attiecība.
10. Ņemot vērā Paskāla principu, kāpēc dziļjūras radībām ir izturīgi un kompakti ķermeņi?

• atbildeDziļūdens radības izjūt milzīgu spiedienu virsējā ūdens staba svara dēļ. Lai izdzīvotu, šīs radības ir evolūcijas gaitā ieguvušas izturīgus un kompaktus ķermeņus, kas spēj izturēt tik augstu spiedienu.