Principiul lui Pascal – probleme și soluții

Principiul lui Pascal – probleme și soluții

1. Cunoscut:

Aria lui _A1 = 10 ^cm2

Aria lui _A² = 100 ^cm²

Forța 2 (F2 ₎ = 100 Newtoni

Căutat: Forța 1 (F ₁ )

soluţie:

P = F/A

P = presiune , F = forță , A = arie

P₁ =F₁ / LA₁
P₂ =F₂ / LA₂

P₁ = P₂
F₁ / LA₁ =F₂ / LA₂

F1 _/ 10 cm² ⁼ 100 N / 100 ^cm²

F1 _/ 10 = 1 N

F1 = (10 ₎ (1 N)

F1 = ₁₀ Newtoni

2. Dacă aria lui _A1 = 0.001 m2 ^și aria lui _A2 = 0.1 m2 ^, forța externă de intrare _F1 = 100 N, atunci forța externă de ieșire _F2?

Cunoscut:

Aria lui _A₂ = 0.001 ^m²

Aria lui _A₂ = 0.1 ^m²

Forța de intrare externă F1 ₌ 100 newtoni

Forță de ieșire externă dorită ( _F2 )

soluţie:

P₁ = P₂
F₁ / LA₁ =F₂ / LA₂

100 N / 0.001 ^m² = F² _/ 0.1 ^m²

100 N / 0.001 = F² _/ 0.1

100,000 N = F² _/ 0.1

F2 = (0.1)(100,000 N ₎

F2 = 10,000 _N

3. Greutatea mașinii = 16,000 N. Care este forța externă de intrare F…

Cunoscut:

Greutatea mașinii (w) = 16,000 N

Aria lui B (A _B ) = 4000 cm² ⁼ 4000 / 10,000 m² ⁼ 4 / 10 m² ⁼ 0.4 ^m²

Aria lui A (A _A ) = 50 cm² ⁼ 50 / 10,000 m² ⁼ 0.005 ^m²

Se caută: Forța F

soluţie:

F / A _A = w / A _B

F / 0.005 m² ⁼ 16,000 N / 0.4 ^m²

F / 0.005 = 16,000 N / 0.4

F / 0.005 = 40,000 N

F = (40,000 N)(0.005)

F = 200 Newton

4.

Aria lui A este de 60 cm² ^, iar aria lui B este de 4,200 cm² ^, determinați forța externă de intrare a lui F.

Cunoscut:

Aria lui A (A _A ) = 60 ^cm²

Aria lui B (A _B ) = 4200 ^cm²

Greutate w (w) = 3500 Newtoni

Caut: F ₁

soluţie:

Forța lui F calculată folosind ecuația principiului lui Pascal :

F1 / _A1 = _F2 / _A2​

F1 _/ 60 cm² ⁼ 3500 N / 4200 ^cm²

F1 _/ 60 = 35 N / 42

F1 = (60)(35 ₎ / 42

F1 = 2100 / ₄₂

F1 = ₅₀ Newtoni

5. Liftul hidraulic are o secțiune transversală mare și o secțiune transversală mică. Aria secțiunii transversale mari este de 20 de ori aria secțiunii transversale mici. Dacă pe secțiunea transversală mică este dată o forță de intrare de 25 N, atunci determinați forța de ieșire.

Cunoscut:

Aria secțiunii transversale mici ( _A1 ) = A

Aria secțiunii transversale mari (A2 ₎ = 20A

Forța de intrare (F1 ₎ = 25 N

Forță de ieșire dorită ( _F2 )

soluţie:

1. Ce este principiul lui Pascal?
   • RăspundePrincipiul lui Pascal afirmă că orice modificare a presiunii aplicată în orice punct al unui fluid se transmite nediminuată în tot fluidul în toate direcțiile.
2. Cum funcționează un lift hidraulic pe baza principiului lui Pascal?
   • RăspundeÎntr-un lift hidraulic, o forță mică aplicată unui piston cu suprafață mică creează o presiune care este transmisă nediminuată unui piston cu suprafață mai mare. Acest lucru are ca rezultat o forță mai mare asupra pistonului mai mare, permițându-i acestuia să ridice obiecte grele.
3. De ce este variația de presiune nediminuată în Principiul lui Pascal?
   • RăspundeDeoarece fluidele sunt incompresibile, atunci când se aplică presiune unei părți a fluidului, aceasta nu se poate comprima, așa că transferă schimbarea de presiune uniform către fiecare altă parte a fluidului.
4. Cum afectează creșterea adâncimii presiunea fluidului, având în vedere principiul lui Pascal?
   • RăspundePe măsură ce adâncimea unui fluid crește, presiunea crește și ea datorită greutății fluidului de deasupra. Acest lucru este în concordanță cu principiul lui Pascal, deoarece creșterea presiunii este resimțită uniform la o anumită adâncime.
5. De ce ne pocnesc urechile când urcăm sau coborâm rapid într-un avion sau când ne scufundăm adânc în apă?
   • RăspundeSchimbările rapide de altitudine sau adâncime duc la schimbări rapide de presiune în mediul înconjurător (aer sau apă). Urechile noastre pocnesc ca o modalitate de a egaliza presiunea internă cu presiunea externă, în conformitate cu principiul lui Pascal.
6. Dacă o seringă sigilată, fără bule de aer, este apăsată, de ce este dificil să comprimi fluidul din interior?
   • RăspundeFluidele sunt practic incompresibile. Când încercați să reduceți volumul fluidului din interiorul seringii, presiunea crește, rezistând compresiei, conform principiului lui Pascal.
7. Cum explică principiul lui Pascal fenomenul de spargere a unui baraj dacă se creează o mică gaură la baza sa?
   • RăspundeDin cauza greutății apei, presiunea la baza barajului este mare. Chiar și o mică deschidere permite exercitarea acestei presiuni mari asupra structurilor din jur, ceea ce poate duce la cedarea catastrofală a barajului.
8. De ce este mai ușor să stropești lichid dintr-o sticlă aproape plină decât dintr-una aproape goală?
   • RăspundeO sticlă plină are o cantitate mai mare de lichid care, atunci când este strânsă, transmite presiunea aplicată mai eficient în întregul fluid, datorită principiului lui Pascal. O sticlă aproape goală are mai mult aer, care este compresibil, deci aceeași presiune nu produce o jet de lichid la fel de puternic.
9. În sistemele hidraulice, forța de ieșire este întotdeauna mai mare decât forța de intrare?
   • RăspundeNu neapărat. Raportul dintre forța de ieșire și forța de intrare este determinat de raportul dintre ariile pistoanelor de ieșire și de intrare. Sistemul este conceput să amplifice forța având o arie a pistonului de ieșire mai mare decât cea a intrării, dar raportul ariilor este cel care determină amplificarea forței.
10. Având în vedere principiul lui Pascal, de ce creaturile din adâncurile mării au corpuri robuste și compacte?

• RăspundeCreaturile din adâncurile mării se confruntă cu presiuni enorme din cauza greutății coloanei de apă de deasupra. Pentru a supraviețui, aceste creaturi au evoluat pentru a avea corpuri robuste și compacte, care pot rezista la aceste presiuni ridicate.