പാസ്കൽ തത്വം - പ്രശ്നങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും
1. അറിയപ്പെടുന്നത്:
A 1 = 10 സെ.മീ 2 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം
A 2 = 100 cm 2 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം
ഫോഴ്സ് 2 (F 2 ) = 100 ന്യൂട്ടൺ
ആവശ്യമുണ്ട്: ഫോഴ്സ് 1 (F 1 )
പരിഹാരം:
പി = എഫ് / എ
P = മർദ്ദം , F = ബലം , A = വിസ്തീർണ്ണം
P1 = എഫ്1 / TO1
P2 = എഫ്2 / TO2
P1 = പി2
F1 / TO1 = എഫ്2 / TO2
എഫ് 1 / 10 സെ.മീ 2 = 100 N / 100 സെ.മീ 2
എഫ് 1 / 10 = 1 എൻ
എഫ് 1 = (10)(1 N)
F 1 = 10 ന്യൂട്ടൺ
2. A 1 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം = 0.001 m 2 ഉം A 2 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം = 0.1 m 2 ഉം ആണെങ്കിൽ , ബാഹ്യ ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സ് F 1 = 100 N ആണെങ്കിൽ, ബാഹ്യ ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് F 2 എന്താണ്?
അറിയപ്പെടുന്നത്:
A 1 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം = 0.001 മീ 2
A 2 ന്റെ വിസ്തീർണ്ണം = 0.1 മീ 2
ബാഹ്യ ഇൻപുട്ട് ബലം F 1 = 100 ന്യൂട്ടണുകൾ
ആവശ്യമുണ്ട് : ബാഹ്യ ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് (F 2 )
പരിഹാരം:
P1 = പി2
F1 / TO1 = എഫ്2 / TO2
100 N / 0.001 മീ 2 = എഫ് 2 / 0.1 മീ 2
100 N / 0.001 = എഫ് 2 / 0.1
100,000 N = F 2 / 0.1
എഫ് 2 = (0.1)(100,000 N)
എഫ് 2 = 10,000 എൻ
3. കാറിന്റെ ഭാരം = 16,000 N. ബാഹ്യ ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സ് F എന്താണ്...
അറിയപ്പെടുന്നത്:
കാറിന്റെ ഭാരം (w) = 16,000 N
ബി (എ ബി ) യുടെ വിസ്തീർണ്ണം = 4000 സെ.മീ 2 = 4000 / 10,000 മീ 2 = 4 / 10 മീ 2 = 0.4 മീ 2
A (A A ) യുടെ വിസ്തീർണ്ണം = 50 സെ.മീ 2 = 50 / 10,000 മീ 2 = 0.005 മീ 2
ആവശ്യമുണ്ട്: ഫോഴ്സ് എഫ്
പരിഹാരം:
എഫ് / എ എ = w / എ ബി
എഫ് / 0.005 മീ 2 = 16,000 N / 0.4 മീ 2
എഫ് / 0.005 = 16,000 എൻ / 0.4
എഫ് / 0.005 = 40,000 ന്യൂ
എഫ് = (40,000 N)(0.005)
എഫ് = 200 ന്യൂട്ടൺ
4.
A യുടെ വിസ്തീർണ്ണം 60 cm 2 ഉം B യുടെ വിസ്തീർണ്ണം 4,200 cm 2 ഉം ആണെങ്കിൽ , F യുടെ ബാഹ്യ ഇൻപുട്ട് ബലം നിർണ്ണയിക്കുക.
അറിയപ്പെടുന്നത്:
A (A A ) യുടെ വിസ്തീർണ്ണം = 60 സെ.മീ 2
B (A B ) യുടെ വിസ്തീർണ്ണം = 4200 സെ.മീ 2
ഭാരം w (w) = 3500 ന്യൂട്ടൺ
ആവശ്യമുണ്ട് : F 1
പരിഹാരം:
പാസ്കലിന്റെ തത്വത്തിന്റെ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് F ന്റെ ബലം കണക്കാക്കുന്നു :
എഫ് 1 / എ 1 = എഫ് 2 / എ 2
എഫ് 1 / 60 സെ.മീ 2 = 3500 N / 4200 സെ.മീ 2
എഫ് 1 / 60 = 35 എൻ / 42
എഫ് 1 = (60)(35) / 42
എഫ് 1 = 2100 / 42
F 1 = 50 ന്യൂട്ടൺ
5. ഹൈഡ്രോളിക് ലിഫ്റ്റിന് ഒരു വലിയ ക്രോസ് സെക്ഷനും ഒരു ചെറിയ ക്രോസ് സെക്ഷനും ഉണ്ട്. വലിയ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ ചെറിയ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയയുടെ 20 മടങ്ങാണ്. ചെറിയ ക്രോസ് സെക്ഷനിൽ 25 N ന്റെ ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സ് നൽകിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് നിർണ്ണയിക്കുക.
അറിയപ്പെടുന്നത്:
ചെറിയ ക്രോസ് സെക്ഷൻ വിസ്തീർണ്ണം (A 1 ) = A
വലിയ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ (A 2 ) = 20A
ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സ് (F 1 ) = 25 N
ആവശ്യമുണ്ട് : ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് (F 2 )
പരിഹാരം:
- പാസ്കലിന്റെ തത്വം എന്താണ്?
- ഉത്തരം: ഒരു ദ്രാവകത്തിലെ ഏതെങ്കിലും ബിന്ദുവിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന മർദ്ദത്തിലുണ്ടാകുന്ന ഏതൊരു മാറ്റവും കുറയാതെ എല്ലാ ദിശകളിലേക്കും ദ്രാവകത്തിലുടനീളം വ്യാപിക്കുന്നുവെന്ന് പാസ്കലിന്റെ തത്വം പറയുന്നു.
- പാസ്കലിന്റെ തത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു ഹൈഡ്രോളിക് ലിഫ്റ്റ് എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
- ഉത്തരം: ഒരു ഹൈഡ്രോളിക് ലിഫ്റ്റിൽ, ഒരു ചെറിയ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള പിസ്റ്റണിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ഒരു ചെറിയ ബലം ഒരു മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അത് ഒരു വലിയ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള പിസ്റ്റണിലേക്ക് കുറയാതെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇത് വലിയ പിസ്റ്റണിൽ ഒരു വലിയ ബലത്തിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ഭാരമുള്ള വസ്തുക്കളെ ഉയർത്താൻ അതിനെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
- പാസ്കൽ തത്വത്തിൽ മർദ്ദ മാറ്റം കുറയാത്തത് എന്തുകൊണ്ട്?
- ഉത്തരം: ദ്രാവകങ്ങൾ കംപ്രസ്സുചെയ്യാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗത്ത് മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, അതിന് കംപ്രസ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ അത് ദ്രാവകത്തിന്റെ മറ്റെല്ലാ ഭാഗത്തേക്കും മർദ്ദ മാറ്റം ഏകതാനമായി കൈമാറുന്നു.
- പാസ്കലിന്റെ തത്വം പരിഗണിക്കുമ്പോൾ, ആഴത്തിലുള്ള വർദ്ധനവ് ദ്രാവക മർദ്ദത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു?
- ഉത്തരം: ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ ആഴം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, മുകളിലുള്ള ദ്രാവകത്തിന്റെ ഭാരം കാരണം മർദ്ദവും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഒരു പ്രത്യേക ആഴത്തിൽ മർദ്ദ വർദ്ധനവ് ഒരേപോലെ അനുഭവപ്പെടുന്നതിനാൽ ഇത് പാസ്കലിന്റെ തത്വവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
- വിമാനത്തിൽ വേഗത്തിൽ കയറുമ്പോഴോ ഇറങ്ങുമ്പോഴോ വെള്ളത്തിനടിയിലേക്ക് മുങ്ങുമ്പോഴോ നമ്മുടെ ചെവികൾ പൊട്ടുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
- ഉത്തരം: ഉയരത്തിലോ ആഴത്തിലോ ഉള്ള പെട്ടെന്നുള്ള മാറ്റങ്ങൾ ചുറ്റുമുള്ള മാധ്യമത്തിൽ (വായു അല്ലെങ്കിൽ വെള്ളം) ദ്രുത മർദ്ദ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. പാസ്കലിന്റെ തത്വത്തിന് അനുസൃതമായി, ആന്തരിക മർദ്ദത്തെ ബാഹ്യ മർദ്ദവുമായി തുല്യമാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗമായി നമ്മുടെ ചെവികൾ പൊട്ടുന്നു.
- വായു കുമിളകളില്ലാത്ത ഒരു സീൽ ചെയ്ത സിറിഞ്ച് അമർത്തിയാൽ, അതിനുള്ളിലെ ദ്രാവകം കംപ്രസ് ചെയ്യാൻ ബുദ്ധിമുട്ടായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
- ഉത്തരം: ദ്രാവകങ്ങൾ ഏതാണ്ട് കംപ്രസ്സുചെയ്യാൻ കഴിയാത്തവയാണ്. സിറിഞ്ചിനുള്ളിലെ ദ്രാവകത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുമ്പോൾ, പാസ്കലിന്റെ തത്വമനുസരിച്ച് മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും കംപ്രഷനെ പ്രതിരോധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
- അണക്കെട്ടിന്റെ അടിഭാഗത്ത് ഒരു ചെറിയ ദ്വാരം രൂപപ്പെട്ടാൽ അത് പൊട്ടുന്ന പ്രതിഭാസത്തെ പാസ്കലിന്റെ തത്വം എങ്ങനെ വിശദീകരിക്കുന്നു?
- ഉത്തരം: വെള്ളത്തിന്റെ ഭാരം കാരണം, അണക്കെട്ടിന്റെ അടിത്തട്ടിലെ മർദ്ദം കൂടുതലാണ്. ഒരു ചെറിയ ദ്വാരം പോലും ഈ ഉയർന്ന മർദ്ദം ചുറ്റുമുള്ള ഘടനകളിൽ ചെലുത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് അണക്കെട്ടിന്റെ വിനാശകരമായ തകർച്ചയിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.
- മിക്കവാറും ഒഴിഞ്ഞ കുപ്പിയേക്കാൾ, നിറഞ്ഞ കുപ്പിയിൽ നിന്ന് ദ്രാവകം ചീറ്റുന്നത് എളുപ്പമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
- ഉത്തരം: ഒരു നിറച്ച കുപ്പിയിൽ കൂടുതൽ ദ്രാവകം ഉണ്ടാകും, അത് ഞെക്കുമ്പോൾ, പാസ്കലിന്റെ തത്വം കാരണം ദ്രാവകത്തിലുടനീളം പ്രയോഗിച്ച മർദ്ദം കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി കടത്തിവിടുന്നു. ഏതാണ്ട് ശൂന്യമായ ഒരു കുപ്പിയിൽ കൂടുതൽ വായു ഉണ്ട്, അത് കംപ്രസ്സബിൾ ആണ്, അതിനാൽ അതേ മർദ്ദം ഒരു സ്പ്രേ ദ്രാവകം പോലെ ശക്തമായ ഒരു തുള്ളി ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നില്ല.
- ഹൈഡ്രോളിക് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സ് എപ്പോഴും ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സിനേക്കാൾ കൂടുതലാണോ?
- ഉത്തരം: നിർബന്ധമില്ല. ഔട്ട്പുട്ട് ഫോഴ്സിന്റെയും ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സിന്റെയും അനുപാതം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഔട്ട്പുട്ടിന്റെയും ഇൻപുട്ട് പിസ്റ്റണുകളുടെയും വിസ്തീർണ്ണങ്ങളുടെ അനുപാതമാണ്. ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ വലിയ ഔട്ട്പുട്ട് പിസ്റ്റൺ വിസ്തീർണ്ണം നൽകി ബലം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനാണ് സിസ്റ്റം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ബല ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് വിസ്തീർണ്ണ അനുപാതമാണ്.
- പാസ്കലിന്റെ തത്വം പരിഗണിക്കുമ്പോൾ, ആഴക്കടൽ ജീവികൾക്ക് ദൃഢവും ഒതുക്കമുള്ളതുമായ ശരീരം ഉള്ളത് എന്തുകൊണ്ട്?
- ഉത്തരം: മുകളിലുള്ള ജല നിരയുടെ ഭാരം കാരണം ആഴക്കടൽ ജീവികൾക്ക് വലിയ സമ്മർദ്ദങ്ങൾ അനുഭവപ്പെടുന്നു. അതിജീവിക്കാൻ, ഈ ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദങ്ങളെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന കരുത്തുറ്റതും ഒതുക്കമുള്ളതുമായ ശരീരങ്ങൾ ഈ ജീവികൾക്ക് ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്.
