Raksts par Paskāla principu
Kā hidrauliskā pacēlāja darbības princips tiek izmantots automašīnas pacelšanai? Kāds ir hidraulisko bremžu darbības princips, ja tās tiek izmantotas, lai samazinātu automašīnas ātrumu? Lūdzu, apgūstiet Paskāla principu, lai to saprastu.
Katrs šķidrums vienmēr rada spiedienu uz visiem objektiem, kas ar to saskaras. Ūdens, ko ielejam glāzē, radīs spiedienu uz stikla sienu. Tāpat, ja mēs peldamies baseinā vai jūras ūdenī, baseina ūdens vai jūras ūdens rada spiedienu arī uz visu mūsu ķermeni.
Kopējais ūdens spiediens noteiktā dziļumā, piemēram, jūras ūdens spiediens 200 metru dziļumā, ir atmosfēras spiediena un izmērītā spiediena summa 200 metru dziļumā. Tātad, bez ūdens spiediena.
Ir arī atmosfēra, kas nomāc jūras ūdens virsmu.
Atmosfēras spiediens iedarbojas uz visām šķidruma virsmām, un spiediens tiek sadalīts pa visām šķidruma daļām. Tāpēc šķidruma kopējo spiedienu noteiktā dziļumā, izņemot augšējā šķidruma slāņa spiedienu, ietekmē arī atmosfēras spiediens.
Lai labāk izprastu šo skaidrojumu, aplūkosim šķidrumu traukā.
Šķidruma spiediens trauka apakšā, protams, ir lielāks nekā šķidruma spiediens augšpusē. Jo vairāk uz leju, jo augstāks ir šķidruma spiediens, gluži pretēji, jo tuvāk trauka augšējai virsmai, jo mazāks ir šķidruma spiediens.
Spiediena lielums ir proporcionāls ρ gh (ρ = blīvums, g = brīvās krišanas paātrinājums un h = augstums vai dziļums). Katrā punktā vienā un tajā pašā dziļumā spiediena lielums ir vienāds. Tas attiecas uz visiem šķidrumiem jebkurā traukā un nav atkarīgs no trauka formas.
Ja pievienojam ārēju spiedienu, piemēram, nospiežot šķidruma virsmu, spiediena pieaugums šķidrumā visur ir vienāds. Tātad, ja tiek dots ārējs spiediens, katra šķidruma daļa saņem vienādu spiedienu. Tāpēc spiediens vienmēr ir vienāds katrā punktā vienā un tajā pašā dziļumā. Šis ir Paskāla princips, kas aizsākts un nosaukts Blēza Paskāla (1623–1662) vārdā. Paskāls ir franču filozofs un zinātnieks.
Paskāla princips nosaka, ka spiediens, kas tiek pielikts šķidrumam slēgtā telpā, tiks pārsūtīts uz katru šķidruma daļu un trauka sienām.
Paskāla principa piemērošana
Balstoties uz Paskāla principu, cilvēki ir radījuši vairākus instrumentus, gan vienkāršus, gan sarežģītus, lai atvieglotu dzīvi. Daži no tiem ir hidrauliskie pacēlāji, hidrauliskās bremzes utt.
Hidrauliskais pacēlājs
Hidrauliskais pacēlājs sastāv no trauka, kuram ir divas virsmas. Uz abām virsmām atrodas virzulis, kur virzuļa virsmas laukums kreisajā pusē ir mazāks nekā virzuļa virsmas laukums labajā pusē. Virzuļa virsmas laukums ir pielāgots trauka virsmas laukumam. Trauki ir piepildīti ar šķidrumiem, piemēram, smērvielām.
Ja virzulis ar nelielu virsmas laukumu tiek nospiests uz leju, tad arī katra šķidruma daļa
Spiežot uz leju. Spiediena daudzums, ko rada virzulis ar mazu virsmas laukumu, tiek nodots visām šķidruma daļām. Rezultātā šķidrums spiež virzuli ar lielāku virsmas laukumu, līdz virzulis tiek izstumts uz augšu. Spiežamā virzuļa virsmas laukums ir mazs, tāpēc arī šķidruma apspiešanai nepieciešamais spēks ir mazs. Bet, tā kā spiediens turpinās uz visām šķidruma daļām, mazais spēks mainās, kad šķidrums spiež virzuli labajā pusē ar lielu virsmas laukumu. Reti cilvēki nodrošina ieejas spēku virzulim ar lielu virsmas laukumu, jo tas nav izdevīgi? Virzuļa augšpusē ar lielu virsmas laukumu parasti novieto priekšmetus vai lietas, kuras vēlas pacelt (piemēram, automašīnu).
Nebrīnieties, ja automašīnu ar milzīgu masu var viegli pacelt, tikai nospiežot vienu no virzuļiem. Virzuļa virsmas laukums ir tik mazs, ka arī mūsu radītais spēks ir mazs. Tomēr mazais ieejas spēks var mainīties uz milzīgu izejas spēku, ja izejas virsmas laukums ir liels.
1. problēmas piemērs:
Zināms:
A1 = 100 XNUMX cm2
A2 = 250 XNUMX cm2
F1 = 200 N.
Meklē: F2
šķīdums:
2. problēmas piemērs:
Zināms:
A1 = 100 XNUMX cm2 = 100 x 10-4 m2 = 0.01 m2
A2 = 250 XNUMX cm2 = 250 x 10-4 m2 = 0.025 m2
Kravas masa = 200 kg
Eļļas blīvums (ρ) = 780 kg/m³3
Eļļas kolonnas augstums (h) = 2 m
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
Meklē:
Kāds ir minimums ievade spēks (F), lai krava būtu līdzsvarotā stāvoklī (krava nekustas)?
šķīdums:
