Nifhmu l-Liġi ta' Pascal
Kif jaħdem ġakk/lift idrawliku meta jintuża biex jerfa' karozza? Kif jaħdmu l-brejkijiet idrawliċi meta jintużaw biex inaqqsu l-veloċità ta' karozza?
Kif tgħallimna fis-suġġett ewlieni Pressjoni tal-FluwiduKull fluwidu jeżerċita pressjoni fuq l-oġġetti kollha li jiġi f'kuntatt magħhom. L-ilma mqiegħed f'tazza jeżerċita pressjoni fuq il-ħitan tat-tazza. Bl-istess mod, meta ngħumu f'pixxina jew f'ilma baħar, l-ilma jeżerċita pressjoni fuq ġisimna kollu.
Il-pressjoni totali tal-ilma f'ċertu fond, pereżempju l-pressjoni tal-ilma baħar f'fond ta' 200 metru hija s-somma tal-pressjoni atmosferika li tagħfas fuq il-wiċċ tal-ilma baħar u pressjoni mkejla f'fond ta' 200 metru. Għalhekk, minbarra s-saff ta' fuq tal-ilma li jagħfas 'l isfel fuq l-ilma taħtu, hemm ukoll l-atmosfera, jew l-arja, li tagħfas 'l isfel fuq il-wiċċ tal-baħar.
Il-pressjoni kkawżata mis-saff tal-fluwidu ta' fuq tista' tingħad li hija pressjoni interna għax il-pressjoni nnifisha ġejja minn ġewwa l-fluwidu, filwaqt li nistgħu ngħidu pressjoni atmosferika pressjoni esterna Minħabba li l-atmosfera hija separata mill-fluwidu, il-pressjoni atmosferika taġixxi fuq il-wiċċ kollu tal-fluwidu u tiġi trażmessa fil-fluwidu kollu. Għalhekk, il-pressjoni totali tal-fluwidu f'fond partikolari hija influwenzata mhux biss mill-pressjoni tas-saff tal-fluwidu ta' fuq iżda wkoll mill-pressjoni atmosferika.
Biex nifhmu aħjar din l-ispjegazzjoni, ejja nħarsu lejn likwidu f'kontenitur.
Il-pressjoni tal-likwidu fil-qiegħ tal-kontenitur hija naturalment akbar mill-pressjoni tal-likwidu fuqu. Iktar ma tinżel 'l isfel, iktar tkun kbira l-pressjoni tal-likwidu; bil-maqlub, iktar ma tersaq qrib il-parti ta' fuq tal-kontenitur, iktar tkun baxxa l-pressjoni tal-likwidu.
Il-kobor tal-pressjoni huwa proporzjonali għal ρ gh (ρ = densità, g = aċċelerazzjoni minħabba l-gravità u h = għoli jew fond). F'kull punt fl-istess fond, il-kobor tal-pressjoni huwa l-istess. Dan japplika għal-likwidi kollha fi kwalunkwe kontenitur u ma jiddependix fuq il-forma tal-kontenitur.
Jekk napplikaw pressjoni esterna, pereżempju billi nagħfsu fuq il-wiċċ ta' likwidu, iż-żieda fil-pressjoni fil-likwidu hija l-istess kullimkien. Għalhekk, meta tiġi applikata pressjoni esterna, kull parti tal-likwidu tirċievi l-istess sehem ta' pressjoni. Għalhekk, il-pressjoni hija dejjem l-istess f'kull punt fl-istess fond. Dan huwa l-Prinċipju ta' Pascal, propost u msemmi għall-fundatur tiegħu, Blaise Pascal (1623–1662). Pascal kien filosfu u xjenzat Franċiż.
Il-prinċipju ta' Pascal jgħid li l-pressjoni applikata fuq fluwidu f'kontenitur magħluq tiġi trażmessa b'mod ugwali lil kull parti tal-fluwidu u lill-ħitan tal-kontenitur.
Matematikament jista' jinkiteb kif ġej:
Informazzjoni :
p = Pressjoni, F = Forza, A = Żona tal-wiċċ
Il-kelma 'in' tirrappreżenta l-pressjoni li qed tiġi applikata, filwaqt li l-kelma 'out' tirrappreżenta l-pressjoni li qed tiġi mgħoddija 'l quddiem.
Applikazzjoni tal-Prinċipju ta' Pascal
Iggwidati mill-prinċipju ta' Pascal, il-bnedmin żviluppaw diversi għodod, kemm sempliċi kif ukoll sofistikati, biex jagħmlu l-ħajja aktar faċli. Xi wħud minn dawn jinkludu ġakkijiet idrawliċi, liftijiet idrawliċi, brejkijiet idrawliċi, u aktar.
Ġakk jew Lift Idrawliku
Kif jaħdem ġakk jew lift idrawliku jidher fl-istampa.
Ġakk idrawliku jikkonsisti minn kontenitur b'żewġ uċuħ. Fuq iż-żewġ uċuħ hemm pistun, bl-erja tal-wiċċ tal-pistun fuq ix-xellug tkun iżgħar mill-erja tal-wiċċ tal-pistun fuq il-lemin. L-erja tal-wiċċ tal-pistun hija aġġustata għall-erja tal-wiċċ tal-kontenitur. Il-kontenitur jimtela b'fluwidu, bħal lubrikant.
Jekk il-pistun, li għandu erja tal-wiċċ żgħira, jiġi mbuttat 'l isfel, allura kull parti tal-likwidu tmur miegħu wkoll.
ppressat. L-ammont ta' pressjoni eżerċitata mill-pistun b'erja tal-wiċċ żgħira (immaġni tax-xellug) hija trasmessa lill-partijiet kollha tal-likwidu. B'riżultat ta' dan, il-likwidu jagħfas fuq il-pistun b'erja tal-wiċċ akbar (immaġni tal-lemin) sakemm il-pistun jiġi mbuttat 'il fuq. L-erja tal-wiċċ tal-pistun li qed jiġi ppressat hija żgħira, għalhekk il-forza meħtieġa biex tagħfas il-likwidu hija wkoll żgħira. Iżda minħabba li l-pressjoni (Pressjoni = forza / unità ta' erja) hija trasmessa mal-likwidu kollu, il-forza żgħira tinbidel f'forza kbira ħafna meta l-likwidu jagħfas fuq il-pistun fuq il-lemin b'erja tal-wiċċ kbira. Huwa rari li n-nies japplikaw forza ta' input fuq pistun b'erja tal-wiċċ kbira, għaliex dan mhux profittabbli. Fil-parti ta' fuq tal-pistun b'erja tal-wiċċ kbira, ġeneralment jitqiegħed l-oġġett jew parti mill-oġġett li għandu jitneħħa (pereżempju, karozza).
Tistagħġibx jekk karozza b'massa kbira ħafna tista' tittella' faċilment billi sempliċement tagħfas wieħed mill-pistuni. L-erja tal-wiċċ tal-pistun hija żgħira ħafna, għalhekk il-forza li napplikaw hija wkoll żgħira. Madankollu, din il-forza żgħira tad-dħul tista' tiġi trasformata f'forza tal-ħruġ kbira ħafna jekk l-erja tal-wiċċ tal-ħruġ hija kbira ħafna.
Jekk ġakk idrawliku huwa ddisinjat biex jerfa' karozza tqila ħafna, id-disinjatur jeħtieġ li jikkunsidra l-gravità tal-karozza u l-forza tal-ħruġ tal-ġakk. Iktar ma jkun kbir il-piż tal-karozza li qed tittella', iktar tkun kbira l-erja tal-wiċċ tal-ħruġ tal-ġakk. Mill-inqas, il-forza tal-ħruġ iġġenerata minn ġakk idrawliku għandha tkun akbar minn jew ugwali għall-piż tal-oġġett li qed jittella'.
Eżempju ta' mistoqsija 1:
A1 = 100 ċm2
A2 = 250 ċm2
F1 = 200N
Mistoqsi: F2
Diskussjoni
Eżempju ta' mistoqsija 2:
Huwa magħruf li:
A1 = 100 ċm2 = 100x10-4 m2 = 0,01m2
A2 = 250 ċm2 = 250x10-4 m2 = 0,025m2
Massa tat-tagħbija = 200 kg
Densità taż-żejt (ρ) = 780 kg/m3
Għoli tal-kolonna taż-żejt (h) = 2 metri
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Mistoqsi: X'inhi l-forza minima tad-dħul (F) sabiex it-tagħbija tkun f'bilanċ (it-tagħbija ma tiċċaqlaqx)?
Tweġiba:
