Паскалийн зарчмын тухай нийтлэл
Гидравлик өргөгчийг машиныг өргөхөд хэрхэн ашигладаг вэ? Машины хурдыг бууруулахад гидравлик тоормосны ажиллах зарчим юу вэ? Үүнийг ойлгохын тулд Паскалийн зарчмыг сурна уу.
Шингэн бүр өөртэйгөө харьцаж буй бүх зүйлд үргэлж дарамт үзүүлдэг. Бидний шилэнд хийсэн ус шилэн хананд дарамт үзүүлэх болно. Үүнтэй адилаар, хэрэв бид усан сан эсвэл далайн усанд усанд орвол усан сан эсвэл далайн ус бидний бүх биед дарамт үзүүлдэг.
Тодорхой гүн дэх усны нийт даралт, жишээлбэл, 200 метрийн гүн дэх далайн усны даралт нь 200 метрийн гүн дэх атмосферийн даралт болон хэмжсэн даралтын хэмжээ юм. Тиймээс усны даралтаас гадна.
Мөн далайн усны гадаргууг дардаг агаар мандал байдаг.
Агаар мандлын даралт нь шингэний бүх гадаргуу дээр үйлчилдэг бөгөөд даралт нь шингэний бүх хэсэгт тархдаг. Тиймээс дээд хэсэгт байрлах шингэний давхаргын даралтаас гадна тодорхой гүн дэх шингэний нийт даралтад атмосферийн даралт нөлөөлдөг.
Энэ тайлбарыг илүү сайн ойлгохын тулд саванд байгаа шингэнийг авч үзье.
Савны ёроол дахь шингэний даралт нь мэдээж дээд талын шингэний даралтаас өндөр байдаг. Доош чиглэсэн байх тусам шингэний даралт өндөр байдаг бол эсрэгээрээ савны дээд гадаргуу руу ойртох тусам шингэний даралт бага байдаг.
Даралтын хэмжээ нь ρ gh-тэй пропорциональ байна (ρ = нягтрал, g = таталцлын хурдатгал ба h = өндөр эсвэл гүн). Ижил гүн дэх цэг бүрт даралтын хэмжээ ижил байна. Энэ нь аливаа саванд байгаа бүх шингэнд хамаарах бөгөөд савны хэлбэрээс хамаарахгүй.
Хэрэв бид гадны даралтыг нэмбэл, жишээлбэл, шингэний гадаргууг дарах замаар шингэний даралт хаа сайгүй ижил байна. Тиймээс гадаад даралтыг өгвөл шингэний хэсэг бүр ижил хэмжээний даралтыг авна. Тиймээс даралт нь ижил гүн дэх бүх цэг дээр үргэлж ижил байна. Энэ бол Блэйз Паскалын (1623-1662) нэрээр санаачлагдаж, нэрлэгдсэн Паскалын зарчим юм. Паскал бол Францын гүн ухаантан, эрдэмтэн юм.
Паскалын зарчимд битүү орчинд байгаа шингэнд үзүүлэх даралт нь шингэний хэсэг бүр болон савны хананд шилжинэ гэж заасан байдаг.
Паскалын зарчмын хэрэглээ
Паскалын зарчмыг үндэслэн хүн төрөлхтөн амьдралыг хялбар болгоход туслах хэд хэдэн энгийн бөгөөд боловсронгуй хэрэгслийг бүтээсэн. Тэдгээрийн зарим нь Гидравлик өргөгч, Гидравлик тоормос гэх мэт.
Гидравлик өргөлт
Гидравлик өргөгч нь хоёр гадаргуутай савнаас бүрдэнэ. Хоёр гадаргуу дээр поршень байдаг бөгөөд зүүн талын поршений гадаргуугийн талбай нь баруун талын поршений гадаргуугийн талбайгаас бага байна. Поршений гадаргуугийн талбайг савны гадаргуугийн талбайтай тохируулна. Савнууд нь тослох материал гэх мэт шингэнээр дүүргэгдсэн байдаг.
Хэрэв гадаргуу нь жижиг талбайтай поршенийг доош дарвал шингэний хэсэг бүр мөн адил
Доош дарагдсан. Жижиг гадаргуутай поршений өгөх даралтын хэмжээ нь шингэний бүх хэсэгт дамждаг. Үүний үр дүнд шингэн нь поршенийг дээш түлхэх хүртэл илүү том гадаргуутай поршенийг дардаг. Дарагдсан поршений гадаргуугийн талбай бага тул шингэнийг дарахад шаардагдах хүч бас бага байдаг. Гэхдээ шингэний бүх хэсэгт даралт үргэлжилсээр байдаг тул шингэн нь том гадаргуутай поршенийг баруун талд дарахад бага хүч өөрчлөгддөг. Том гадаргуутай поршен дээр хүмүүс ховор тохиолдолд оролтын хүч өгдөг, учир нь энэ нь ашигтай биш юм. Том гадаргуутай поршений дээд хэсэгт ихэвчлэн өргөхийг хүссэн объект эсвэл зүйлсийг (жишээлбэл, машин) байрлуулдаг.
Хэрэв асар их масстай машиныг поршений нэгийг дарахад л амархан өргөж болно гэж гайхах хэрэггүй. Поршений гадаргуугийн талбай маш бага тул бидний өгөх хүч бас бага байна. Гэсэн хэдий ч гаралтын гадаргуугийн талбай том бол бага оролтын хүч нь асар том гаралтын хүч болж өөрчлөгдөж болно.
Жишээ асуудал 1:
Мэдэгдэж байгаа:
А 1 = 100 см 2
А 2 = 250 см 2
F 1 = 200 N
Хүссэн: F 2
Шийдэл:
Жишээ асуудал 2:
Мэдэгдэж байгаа:
А 1 = 100 см 2 = 100 x 10 -4 м 2 = 0.01 м 2
А 2 = 250 см 2 = 250 x 10 -4 м 2 = 0.025 м 2
Ачааллын масс = 200 кг
Газрын тосны нягтрал (ρ) = 780 кг/ м3
Газрын тосны баганын өндөр (цаг) = 2 м
Таталцлын хурдатгал (g) = 10 м/ с2
Хүссэн:
Ачаалал тэнцвэртэй төлөвт байхын тулд (ачаа хөдлөхгүй) хамгийн бага оролтын хүч (F) хэд байх вэ ?
Шийдэл:
