Разбирање на Паскаловиот закон
Како работи хидрауличниот дигал/дигалка кога се користи за кревање автомобил? Како функционираат хидрауличните сопирачки кога се користат за забавување на автомобилот?
Како што научивме во темата Притисок на течности , секоја течност врши притисок врз сите предмети со кои доаѓа во контакт. Водата што ја ставаме во чаша врши притисок врз ѕидовите на чашата. Слично на тоа, кога се капеме во базен или морска вода, водата врши притисок врз целото наше тело.
Вкупниот притисок на водата на дадена длабочина, на пример, притисок на морската вода на длабочина од 200 метри, е збир од атмосферскиот притисок што се врши на површината на морето и измерениот притисок на длабочина од 200 метри. Значи, покрај горниот слој на вода што врши притисок врз водата под него, постои и атмосферата, или воздухот, што врши притисок врз површината на морето.
Притисокот што го врши слојот на флуидот погоре може да се опише како внатрешен притисок бидејќи потекнува од флуидот, додека атмосферскиот притисок може да се опише како надворешен притисок бидејќи атмосферата е одвоена од флуидот. Атмосферскиот притисок дејствува на целата површина на флуидот и се пренесува низ целиот флуид. Затоа, вкупниот притисок на флуидот на дадена длабочина е под влијание не само на притисокот на слојот на флуидот погоре, туку и на атмосферскиот притисок.
За подобро да го разбереме ова објаснување, да погледнеме течност во сад.
Притисокот на течноста на дното од садот е природно поголем од притисокот на течноста над него. Колку пониско се спуштате, толку е поголем притисокот на течноста; обратно, колку се приближувате до врвот на садот, толку е помал притисокот на течноста.
Големината на притисокот е пропорционална на ρgh (ρ = густина, g = забрзување поради гравитација и h = висина или длабочина). Во секоја точка на иста длабочина, големината на притисокот е иста. Ова важи за сите течности во кој било сад и не зависи од обликот на садот.
Ако примениме надворешен притисок, на пример со притискање на површината на течност, зголемувањето на притисокот во течноста е исто насекаде. Затоа, кога се применува надворешен притисок, секој дел од течноста добива ист дел од притисокот. Затоа, притисокот е секогаш ист во секоја точка на иста длабочина. Ова е Паскалов принцип, предложен и именуван по неговиот основач, Блез Паскал (1623–1662). Паскал бил француски филозоф и научник.
Паскаловиот принцип вели дека притисокот што се применува на флуид во затворен сад ќе се пренесе подеднакво на секој дел од флуидот и на ѕидовите на садот.
Математички може да се напише на следниов начин:
Информации:
p = Притисок, F = Сила, A = Површина
Зборот „внатре“ го претставува притисокот што се применува, додека зборот „надвор“ го претставува притисокот што се пренесува на друг.
Примена на Паскаловиот принцип
Водени од Паскаловиот принцип, луѓето развиле неколку алатки, едноставни и софистицирани, за да го олеснат животот. Некои од нив вклучуваат хидраулични дигалки, хидраулични лифтови, хидраулични сопирачки и друго.
Хидрауличен дигалка или лифт
Како функционира хидрауличниот дигал или лифт е прикажано на сликата.
Хидрауличниот дигал се состои од сад со две површини. На обете површини има клип, при што површината на клипот лево е помала од површината на клипот десно. Површината на клипот е прилагодена на површината на садот. Садот е исполнет со течност, како што е лубрикант.
Ако клипот, кој има мала површина, се притисне надолу, тогаш секој дел од течноста исто така оди со него.
притиснат. Количината на притисок што ја врши клипот со мала површина (лева слика) се пренесува на сите делови од течноста. Како резултат на тоа, течноста притиска на клипот со поголема површина (десна слика) сè додека клипот не се турне нагоре. Површината на клипот што се притиска е мала, па затоа силата потребна за притискање на течноста е исто така мала. Но, бидејќи притисокот (Притисок = сила / единица површина) се пренесува низ целата течност, малата сила се претвора во многу голема сила кога течноста притиска на клипот од десно со голема површина. Ретко е луѓето да применат влезна сила на клип со голема површина, бидејќи тоа не е профитабилно. На врвот на клипот со голема површина, обично се поставува предметот или дел од предметот што треба да се подигне (на пример, автомобил).
Немојте да се изненадите ако автомобил со многу голема маса може лесно да се подигне со едноставно притискање на еден од клиповите. Површината на клипот е многу мала, па затоа и силата што ја применуваме е мала. Сепак, оваа мала влезна сила може да се трансформира во многу голема излезна сила ако излезната површина е многу голема.
Ако хидрауличната дигалка е дизајнирана за кревање многу тежок автомобил, дизајнерот треба да ја земе предвид гравитацијата на автомобилот и излезната сила на дигалката. Колку е поголема тежината на автомобилот што се крева, толку е поголема излезната површина на дигалката. Како минимум, излезната сила генерирана од хидрауличната дигалка треба да биде поголема или еднаква на тежината на предметот што се крева.
Пример прашање 1:
А1 = 100 см2
А2 = 250 см2
F1 = 200 N
Прашано: Ф 2
Дискусија
Пример прашање 2:
Познато е дека:
A 1 = 100 см 2 = 100 x 10 -4 м 2 = 0,01 м 2
A2 = 250 см2 = 250 x 10 -4 м2 = 0,025 м2
Тежина на товар = 200 кг
Густина на маслото (ρ) = 780 kg/ m3
Висина на нафтената колона (ч) = 2 метри
Забрзување поради гравитација (g) = 10 m/ s²
Прашано: Колкава е минималната влезна сила (F) за товарот да биде во рамнотежа (товарот да не се движи)?
Одговор:
