පැස්කල්ගේ නීතිය තේරුම් ගැනීම
මෝටර් රථයක් එසවීමට භාවිතා කරන විට හයිඩ්රොලික් ජැක්/ලිෆ්ට් ක්රියා කරන්නේ කෙසේද? මෝටර් රථයක් මන්දගාමී කිරීමට භාවිතා කරන විට හයිඩ්රොලික් තිරිංග ක්රියා කරන්නේ කෙසේද?
අපි ප්රධාන මාතෘකාවෙන් ඉගෙන ගත් පරිදි තරල පීඩනයසෑම තරලයක්ම එය ස්පර්ශ වන ඕනෑම වස්තුවක් මත පීඩනයක් ඇති කරයි. වීදුරුවක තැබූ ජලය වීදුරුවේ බිත්ති මත පීඩනයක් ඇති කරයි. ඒ හා සමානව, අපි පිහිනුම් තටාකයක හෝ මුහුදු ජලයේ පිහිනන විට, ජලය අපගේ මුළු ශරීරය මතම පීඩනයක් ඇති කරයි.
උදාහරණයක් ලෙස මීටර් 200 ක් ගැඹුරකදී මුහුදු ජල පීඩනය යනු මුහුදු ජලයේ මතුපිට පීඩනයට ලක්වන වායුගෝලීය පීඩනයේ එකතුව වන අතර, යම් ගැඹුරකදී මුළු ජල පීඩනය මනින ලද පීඩනය මීටර් 200 ක් ගැඹුරකදී. ඉතින්, ඉහළ ජල ස්ථරය ඊට පහළින් ඇති ජලය මතට තල්ලු කිරීමට අමතරව, වායුගෝලය නොහොත් වාතය මුහුදේ මතුපිටට තල්ලු කරයි.
ඉහත තරල ස්ථරය නිසා ඇතිවන පීඩනය මෙසේ පැවසිය හැකිය අභ්යන්තර පීඩනය මක්නිසාද යත් පීඩනයම තරලය තුළින්ම පැමිණෙන බැවින්, අපට වායුගෝලීය පීඩනය යැයි කිව හැකිය බාහිර පීඩනය වායුගෝලය තරලයෙන් වෙන්ව පවතින නිසා, වායුගෝලීය පීඩනය තරලයේ මුළු මතුපිටම ක්රියා කරන අතර තරලය පුරා සම්ප්රේෂණය වේ. එබැවින්, දී ඇති ගැඹුරකදී මුළු තරල පීඩනයට ඉහළින් ඇති තරල ස්ථරයේ පීඩනය පමණක් නොව වායුගෝලීය පීඩනය ද බලපායි.
මෙම පැහැදිලි කිරීම වඩා හොඳින් තේරුම් ගැනීමට, භාජනයක ඇති ද්රවයක් දෙස බලමු.
භාජනයේ පතුලේ ඇති ද්රවයේ පීඩනය ස්වභාවිකවම ඊට ඉහළින් ඇති ද්රවයේ පීඩනයට වඩා වැඩිය. ඔබ පහළට යන තරමට ද්රවයේ පීඩනය වැඩි වේ; අනෙක් අතට, ඔබ භාජනයේ මුදුනට සමීප වන තරමට පීඩනය අඩු වේ.
පීඩන විශාලත්වය ρ gh ට සමානුපාතික වේ (ρ = ඝනත්වය, g = ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇතිවන ත්වරණය සහ h = උස හෝ ගැඹුර). එකම ගැඹුරක සෑම ලක්ෂ්යයකම, පීඩන විශාලත්වය සමාන වේ. මෙය ඕනෑම භාජනයක ඇති සියලුම ද්රව සඳහා අදාළ වන අතර භාජනයේ හැඩය මත රඳා නොපවතී.
අපි බාහිර පීඩනය යොදන්නේ නම්, උදාහරණයක් ලෙස ද්රවයක මතුපිටට එබීමෙන්, ද්රවය තුළ පීඩනය වැඩිවීම සෑම තැනකම එක හා සමාන වේ. එබැවින්, බාහිර පීඩනය යොදන විට, ද්රවයේ සෑම කොටසකටම එකම පීඩනය ලැබේ. එබැවින්, එකම ගැඹුරකින් සෑම ලක්ෂ්යයකම පීඩනය සැමවිටම සමාන වේ. මෙය පැස්කල්ගේ මූලධර්මය වන අතර, එහි නිර්මාතෘ බ්ලේස් පැස්කල් (1623–1662) නමින් යෝජනා කර නම් කර ඇත. පැස්කල් ප්රංශ දාර්ශනිකයෙකු සහ විද්යාඥයෙකි.
පැස්කල් මූලධර්මය පවසන්නේ සංවෘත භාජනයක ඇති තරලයකට යොදන පීඩනය තරලයේ සෑම කොටසකටම සහ භාජනයේ බිත්තිවලට සමානව සම්ප්රේෂණය වන බවයි.
ගණිතමය වශයෙන් එය පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:
තොරතුරු :
p = පීඩනය, F = බලය, A = මතුපිට වර්ගඵලය
"in" යන වචනයෙන් යොදන පීඩනය නිරූපණය වන අතර, "out" යන වචනයෙන් ලබා දෙන පීඩනය නිරූපණය වේ.
පැස්කල් මූලධර්මයේ යෙදීම
පැස්කල්ගේ මූලධර්මයෙන් මඟ පෙන්වනු ලබන මිනිසුන් ජීවිතය පහසු කිරීම සඳහා සරල හා නවීන මෙවලම් කිහිපයක් නිර්මාණය කර ඇත. මේවායින් සමහරක් හයිඩ්රොලික් ජැක්, හයිඩ්රොලික් එසවුම්, හයිඩ්රොලික් තිරිංග සහ තවත් දේ ඇතුළත් වේ.
හයිඩ්රොලික් ජැක් හෝ සෝපානය
හයිඩ්රොලික් ජැක් එකක් හෝ සෝපානයක් ක්රියා කරන ආකාරය පින්තූරයේ දැක්වේ.
හයිඩ්රොලික් ජැක් එකක් පෘෂ්ඨ දෙකක් සහිත භාජනයකින් සමන්විත වේ. පෘෂ්ඨ දෙකෙහිම පිස්ටනයක් ඇති අතර, වම් පස ඇති පිස්ටනයේ මතුපිට ප්රදේශය දකුණු පස ඇති පිස්ටනයේ මතුපිට ප්රදේශයට වඩා කුඩා වේ. පිස්ටනයේ මතුපිට ප්රදේශය භාජනයේ මතුපිට ප්රදේශයට ගැලපේ. භාජනය ලිහිසි තෙල් වැනි තරලයකින් පුරවා ඇත.
කුඩා පෘෂ්ඨ වර්ගඵලයක් ඇති පිස්ටනය පහළට තල්ලු කළහොත්, ද්රවයේ සෑම කොටසක්ම ඒ සමඟ ගමන් කරයි.
තද කර ඇත. කුඩා පෘෂ්ඨීය ප්රදේශයක් සහිත පිස්ටනය (වම් රූපය) මගින් යොදන පීඩන ප්රමාණය ද්රවයේ සියලුම කොටස් වෙත සම්ප්රේෂණය වේ. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, පිස්ටනය ඉහළට තල්ලු කරන තෙක් ද්රවය විශාල පෘෂ්ඨීය ප්රදේශයක් සහිත පිස්ටනය (දකුණු රූපය) මත තද කරයි. තද කරන පිස්ටනයේ මතුපිට ප්රදේශය කුඩා බැවින් ද්රවය එබීමට අවශ්ය බලය ද කුඩා වේ. නමුත් පීඩනය (පීඩනය = බලය / ඒකක ප්රදේශය) ද්රවය පුරා සම්ප්රේෂණය වන බැවින්, ද්රවය විශාල පෘෂ්ඨීය ප්රදේශයක් සහිත දකුණු පස ඇති පිස්ටනය මත තද කරන විට කුඩා බලය ඉතා විශාල බලයක් බවට පත්වේ. විශාල පෘෂ්ඨීය ප්රදේශයක් සහිත පිස්ටනයකට ආදාන බලය යෙදීම මිනිසුන් දුර්ලභ ය, මන්ද එය ලාභදායී නොවේ. විශාල පෘෂ්ඨීය ප්රදේශයක් සහිත පිස්ටනයේ මුදුනේ, එසවිය යුතු වස්තුව හෝ වස්තුවේ කොටසක් (උදාහරණයක් ලෙස, මෝටර් රථයක්) සාමාන්යයෙන් තබා ඇත.
ඉතා විශාල ස්කන්ධයක් සහිත මෝටර් රථයක් පිස්ටන් එකක් තද කිරීමෙන් පහසුවෙන් එසවිය හැකි නම් පුදුම නොවන්න. පිස්ටනයේ මතුපිට වර්ගඵලය ඉතා කුඩා බැවින්, අප යොදන බලය ද කුඩා වේ. කෙසේ වෙතත්, ප්රතිදාන පෘෂ්ඨීය වර්ගඵලය ඉතා විශාල නම්, මෙම කුඩා ආදාන බලය ඉතා විශාල ප්රතිදාන බලයක් බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය.
හයිඩ්රොලික් ජැක් එකක් ඉතා බර මෝටර් රථයක් එසවීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත්නම්, නිර්මාණකරු මෝටර් රථයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ ජැක් එකේ ප්රතිදාන බලය සලකා බැලිය යුතුය. එසවෙන මෝටර් රථයේ බර වැඩි වන තරමට ජැක් එකේ ප්රතිදාන මතුපිට වර්ගඵලය වැඩි වේ. අවම වශයෙන්, හයිඩ්රොලික් ජැක් එකකින් ජනනය වන ප්රතිදාන බලය ඔසවන වස්තුවේ බරට වඩා වැඩි හෝ සමාන විය යුතුය.
උදාහරණ ප්රශ්නය 1:
A1 = 100 සෙ.මී.2
A2 = 250 සෙ.මී.2
F1 = 200 එන්
ඇසුවේ: එෆ්2
සාකච්ඡා
උදාහරණ ප්රශ්නය 2:
දන්නා කරුණ නම්:
A1 = 100 සෙ.මී.2 = 100x10-4 m2 = 0,01 මී2
A2 = 250 සෙ.මී.2 = 250x10-4 m2 = 0,025 මී2
බර පැටවීමේ ස්කන්ධය = 200 kg
තෙල් ඝනත්වය (ρ) = 780 kg/m3
තෙල් තීරුවේ උස (h) = මීටර් 2
ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇතිවන ත්වරණය (g) = 10 m/s2
ඇසුවා: භාරය සමතුලිතව පැවතීමට (භාරය චලනය නොවන) අවම ආදාන බලය (F) කොපමණද?
පිළිතුර :
