Pascalov princíp – problémy a riešenia
1. Známe:
Plocha A 1 = 10 cm2
Plocha A2 = 100 cm2
Sila 2 (F² ) = 100 Newtonov
Hľadá sa: Sila 1 ( F1 )
riešenie:
P = F/A
P = tlak , F = sila , A = plocha
P1 = F.1 / TO1
P2 = F.2 / TO2
P1 = P2
F1 / TO1 = F.2 / TO2
F 1 / 10 cm² = 100 N / 100 cm²
F 1 / 10 = 1 N
F1 = (10)(1 N )
F1 = 10 Newtonov
2. Ak je plocha A1 = 0.001 m2 a plocha A2 = 0.1 m2 , vonkajšia vstupná sila F1 = 100 N, potom vonkajšia výstupná sila F2?
Známe:
Plocha A1 = 0.001 m2
Plocha A2 = 0.1 m2
Vonkajšia vstupná sila F1 = 100 Newtonov
Hľadaná : Externá výstupná sila ( F2 )
riešenie:
P1 = P2
F1 / TO1 = F.2 / TO2
100 N / 0.001 m² = F² / 0.1 m²
100 N / 0.001 = F² / 0.1
100,000 2 N = F² / 0.1
F² = (0.1)(2 100,000 N)
F³ = 10,000 N
3. Hmotnosť auta = 16 000 N. Aká je vonkajšia vstupná sila F…
Známe:
Hmotnosť vozidla (w) = 16 000 N
Plocha B (A B ) = 4000 cm² = 4000 / 10 000 m² = 4 / 10 m² = 0.4 m²
Plocha A (A A ) = 50 cm² = 50 / 10 000 m² = 0.005 m²
Hľadá sa: Sila F
riešenie:
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 Newtonov
4.
Plocha A je 60 cm² a plocha B je 4 200 cm² , určte vonkajšiu vstupnú silu F.
Známe:
Plocha A (A A ) = 60 cm²
Plocha B (A B ) = 4200 cm²
Hmotnosť w (w) = 3500 Newtonov
Hľadá sa: F 1
riešenie:
Sila F vypočítaná pomocou rovnice Pascalovho princípu :
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / 60 cm2 = 3500 N / 4200 cm2
F 1 / 60 = 35 N / 42
F1 = (60)(35 ) / 42
F1 = 2100 / 42
F 1 = 50 Newtonov
5. Hydraulický výťah má veľký a malý prierez. Plocha veľkého prierezu je 20-krát väčšia ako plocha malého prierezu. Ak na malý prierez pôsobí vstupná sila 25 N, určte výstupnú silu.
Známe:
Malá plocha prierezu ( A1 ) = A
Veľký prierez ( A² ) = 20 A
Vstupná sila (F1 ) = 25 N
Požadovaná: Výstupná sila ( F2 )
riešenie:
- Čo je Pascalov princíp?
- OdpoveďPascalov princíp hovorí, že akákoľvek zmena tlaku pôsobiaca v ktoromkoľvek bode tekutiny sa prenáša nezmenšená tekutinou vo všetkých smeroch.
- Ako funguje hydraulický výťah na základe Pascalovho princípu?
- OdpoveďV hydraulickom zdviháku malá sila pôsobiaca na piest s malou plochou vytvára tlak, ktorý sa prenáša nezmenšene na piest s väčšou plochou. To má za následok väčšiu silu na väčší piest, čo mu umožňuje zdvíhať ťažké predmety.
- Prečo sa zmena tlaku v Pascalovom princípe nezmenšuje?
- OdpoveďPretože kvapaliny sú nestlačiteľné, keď sa na jednu časť kvapaliny pôsobí tlak, táto sa nemôže stlačiť, takže zmena tlaku sa rovnomerne prenáša na všetky ostatné časti kvapaliny.
- Ako zväčšenie hĺbky ovplyvňuje tlak tekutiny, berúc do úvahy Pascalov princíp?
- OdpoveďS rastúcou hĺbkou v tekutine sa zvyšuje aj tlak v dôsledku hmotnosti tekutiny nad ňou. To je v súlade s Pascalovým princípom, pretože zvýšenie tlaku sa v určitej hĺbke prejavuje rovnomerne.
- Prečo nám praská v ušiach pri rýchlom stúpaní alebo klesaní v lietadle alebo pri hlbokom potápaní pod vodou?
- OdpoveďRýchle zmeny nadmorskej výšky alebo hĺbky vedú k rýchlym zmenám tlaku v okolitom médiu (vzduch alebo voda). Naše uši praskajú, aby vyrovnali vnútorný tlak s vonkajším tlakom, v súlade s Pascalovým princípom.
- Ak sa stlačí uzavretá injekčná striekačka bez vzduchových bublín, prečo je ťažké stlačiť tekutinu vo vnútri?
- OdpoveďKvapaliny sú prakticky nestlačiteľné. Keď sa pokúsite znížiť objem tekutiny vo vnútri striekačky, tlak sa zvýši a podľa Pascalovho princípu kladie odpor stlačeniu.
- Ako Pascalov princíp vysvetľuje jav prasknutia priehrady, ak sa na jej základni vytvorí malá diera?
- OdpoveďKvôli hmotnosti vody je tlak na základni priehrady vysoký. Aj malý otvor umožňuje, aby tento vysoký tlak pôsobil na okolité konštrukcie, čo môže viesť ku katastrofálnemu zrúteniu priehrady.
- Prečo je jednoduchšie striekať tekutinu z takmer plnej fľaše ako z takmer prázdnej?
- OdpoveďPlná fľaša obsahuje väčšie množstvo kvapaliny, ktorá po stlačení prenáša vyvíjaný tlak efektívnejšie v tekutine vďaka Pascalovmu princípu. Takmer prázdna fľaša obsahuje viac vzduchu, ktorý je stlačiteľný, takže rovnaký tlak nespôsobí taký silný striekanie kvapaliny.
- Je v hydraulických systémoch výstupná sila vždy väčšia ako vstupná sila?
- OdpoveďNie nevyhnutne. Pomer výstupnej sily k vstupnej sile je určený pomerom plôch výstupných a vstupných piestov. Systém je navrhnutý tak, aby zosilňoval silu tým, že má väčšiu plochu výstupného piestu ako vstupnú, ale zosilnenie sily určuje pomer plôch.
- Vzhľadom na Pascalov princíp, prečo majú hlbokomorské živočíchy pevné a kompaktné telá?
- OdpoveďHlbokomorské živočíchy čelia obrovskému tlaku v dôsledku váhy nadložného vodného stĺpca. Aby prežili, vyvinuli sa do pevných a kompaktných telies, ktoré dokážu odolať tomuto vysokému tlaku.
