பாஸ்கல் விதியைப் புரிந்துகொள்ளுதல்
ஒரு காரைத் தூக்குவதற்கு ஹைட்ராலிக் ஜாக்/லிஃப்ட் எவ்வாறு செயல்படுகிறது? ஒரு காரின் வேகத்தைக் குறைப்பதற்கு ஹைட்ராலிக் பிரேக்குகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?
பாய்ம அழுத்தம் என்ற தலைப்பில் நாம் கற்றபடி , ஒவ்வொரு பாய்மமும் அது தொடும் அனைத்துப் பொருட்களின் மீதும் அழுத்தத்தைச் செலுத்துகிறது. நாம் ஒரு குவளையில் ஊற்றும் நீர், அக்குவளையின் சுவர்களின் மீது அழுத்தத்தைச் செலுத்துகிறது. அதுபோலவே, நாம் நீச்சல் குளத்திலோ அல்லது கடல் நீரிலோ குளிக்கும்போது, அந்த நீர் நமது முழு உடலின் மீதும் அழுத்தத்தைச் செலுத்துகிறது.
ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்தில் உள்ள மொத்த நீர் அழுத்தம், உதாரணமாக, 200 மீட்டர் ஆழத்தில் உள்ள கடல்நீர் அழுத்தம் என்பது, கடல் மேற்பரப்பில் செலுத்தப்படும் வளிமண்டல அழுத்தம் மற்றும் 200 மீட்டர் ஆழத்தில் அளவிடப்பட்ட அழுத்தம் ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகையாகும் . எனவே, தனக்குக் கீழே உள்ள நீரின் மீது அழுத்தம் கொடுக்கும் மேல் நீர் அடுக்குக்குக் கூடுதலாக, வளிமண்டலம் அல்லது காற்றும் கடல் மேற்பரப்பின் மீது அழுத்தம் கொடுக்கிறது.
மேலே உள்ள திரவ அடுக்கினால் செலுத்தப்படும் அழுத்தத்தை அக அழுத்தம் என்று விவரிக்கலாம் , ஏனெனில் அது திரவத்திற்குள்ளேயே உருவாகிறது. அதேசமயம், வளிமண்டல அழுத்தத்தை புற அழுத்தம் என்று விவரிக்கலாம் , ஏனெனில் வளிமண்டலம் திரவத்திலிருந்து தனித்து உள்ளது. வளிமண்டல அழுத்தம் திரவத்தின் முழு மேற்பரப்பிலும் செயல்பட்டு, திரவம் முழுவதும் பரவுகிறது. எனவே, ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்தில் உள்ள மொத்த திரவ அழுத்தமானது, மேலே உள்ள திரவ அடுக்கின் அழுத்தத்தால் மட்டுமல்லாமல், வளிமண்டல அழுத்தத்தாலும் பாதிக்கப்படுகிறது.
இந்த விளக்கத்தை இன்னும் நன்றாகப் புரிந்துகொள்ள, ஒரு கொள்கலனில் உள்ள திரவத்தைப் பார்ப்போம்.
கலனின் அடிப்பகுதியில் உள்ள திரவத்தின் அழுத்தம், அதற்கு மேலே உள்ள திரவத்தின் அழுத்தத்தை விட இயல்பாகவே அதிகமாக இருக்கும். நீங்கள் கீழே செல்லச் செல்ல, திரவத்தின் அழுத்தம் அதிகரிக்கும்; இதற்கு நேர்மாறாக, நீங்கள் கலனின் மேற்பகுதிக்கு அருகில் செல்லச் செல்ல, திரவத்தின் அழுத்தம் குறையும்.
அழுத்தத்தின் அளவு ρ gh க்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும் (ρ = அடர்த்தி, g = புவியீர்ப்பு முடுக்கம் மற்றும் h = உயரம் அல்லது ஆழம்). ஒரே ஆழத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் அழுத்தத்தின் அளவு சமமாக இருக்கும். இது எந்தவொரு கொள்கலனில் உள்ள அனைத்து திரவங்களுக்கும் பொருந்தும் மற்றும் கொள்கலனின் வடிவத்தைச் சார்ந்தது அல்ல.
உதாரணமாக, ஒரு திரவத்தின் மேற்பரப்பில் அழுத்துவதன் மூலம் நாம் வெளிப்புற அழுத்தத்தைப் பிரயோகித்தால், திரவத்தினுள் ஏற்படும் அழுத்த அதிகரிப்பு எல்லா இடங்களிலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். எனவே, வெளிப்புற அழுத்தம் பிரயோகிக்கப்படும்போது, திரவத்தின் ஒவ்வொரு பகுதியும் ஒரே அளவிலான அழுத்தத்தைப் பெறுகிறது. ஆகையால், ஒரே ஆழத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் அழுத்தம் எப்போதும் ஒரே மாதிரியாகவே இருக்கும். இதுவே பாஸ்கல் கொள்கையாகும். இது, அதன் நிறுவனர் பிளேஸ் பாஸ்கல் (1623–1662) என்பவரால் முன்மொழியப்பட்டு, அவரது பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. பாஸ்கல் ஒரு பிரெஞ்சு தத்துவஞானியும் விஞ்ஞானியும் ஆவார்.
ஒரு மூடிய கொள்கலனில் உள்ள திரவத்தின் மீது செலுத்தப்படும் அழுத்தம், அத்திரவத்தின் ஒவ்வொரு பகுதிக்கும் மற்றும் கொள்கலனின் சுவர்களுக்கும் சமமாகப் பரவும் என்று பாஸ்கல் கொள்கை கூறுகிறது.
கணிதரீதியாக இதை பின்வருமாறு எழுதலாம்:
தகவல்:
p = அழுத்தம், F = விசை, A = பரப்பளவு
'in' என்ற சொல் செலுத்தப்படும் அழுத்தத்தையும், 'out' என்ற சொல் கடத்தப்படும் அழுத்தத்தையும் குறிக்கிறது.
பாஸ்கல் கொள்கையின் பயன்பாடு
பாஸ்கல் கொள்கையின் வழிகாட்டுதலின்படி, மனிதர்கள் வாழ்க்கையை எளிதாக்குவதற்காக எளிய மற்றும் அதிநவீனமான பல கருவிகளை உருவாக்கியுள்ளனர். அவற்றுள் சில, ஹைட்ராலிக் ஜாக்கள், ஹைட்ராலிக் லிஃப்ட்கள், ஹைட்ராலிக் பிரேக்குகள் மற்றும் பலவற்றை உள்ளடக்கியுள்ளன.
ஹைட்ராலிக் ஜாக் அல்லது லிஃப்ட்
ஹைட்ராலிக் ஜாக் அல்லது லிஃப்ட் செயல்படும் விதம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
ஒரு ஹைட்ராலிக் ஜாக் இரண்டு பரப்புகளைக் கொண்ட ஒரு கலனைக் கொண்டுள்ளது. அதன் இரு பரப்புகளிலும் ஒரு பிஸ்டன் உள்ளது; இதில், இடதுபுற பிஸ்டனின் பரப்பளவானது வலதுபுற பிஸ்டனின் பரப்பளவை விடச் சிறியதாக இருக்கும். பிஸ்டனின் பரப்பளவானது கலனின் பரப்பளவிற்கு ஏற்ப சரிசெய்யப்படுகிறது. அந்தக் கலனில் மசகு எண்ணெய் போன்ற ஒரு திரவம் நிரப்பப்படுகிறது.
குறைந்த பரப்பளவைக் கொண்ட பிஸ்டனை கீழ்நோக்கித் தள்ளினால், திரவத்தின் ஒவ்வொரு பகுதியும் அதனுடன் சேர்ந்து சென்றுவிடும்.
அழுத்தப்படுகிறது. சிறிய பரப்பளவு கொண்ட பிஸ்டனால் (இடதுபுறப் படம்) செலுத்தப்படும் அழுத்தம், திரவத்தின் அனைத்துப் பகுதிகளுக்கும் கடத்தப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, பிஸ்டன் மேல்நோக்கித் தள்ளப்படும் வரை, திரவமானது பெரிய பரப்பளவு கொண்ட பிஸ்டனை (வலதுபுறப் படம்) அழுத்துகிறது. அழுத்தப்படும் பிஸ்டனின் பரப்பளவு சிறியதாக இருப்பதால், திரவத்தை அழுத்தத் தேவைப்படும் விசையும் சிறியதாகவே இருக்கும். ஆனால், அழுத்தம் (அழுத்தம் = விசை / ஓரலகுப் பரப்பளவு) திரவம் முழுவதும் கடத்தப்படுவதால், பெரிய பரப்பளவு கொண்ட வலதுபுற பிஸ்டனை திரவம் அழுத்தும் போது, அந்தச் சிறிய விசை ஒரு மிகப் பெரிய விசையாக மாறுகிறது. பெரிய பரப்பளவு கொண்ட பிஸ்டனுக்கு மக்கள் உள்ளீட்டு விசையைச் செலுத்துவது அரிது, ஏனெனில் அது லாபகரமானதல்ல. பெரிய பரப்பளவு கொண்ட பிஸ்டனின் உச்சியில், தூக்கப்பட வேண்டிய பொருள் அல்லது பொருளின் ஒரு பகுதி (உதாரணமாக, ஒரு கார்) பொதுவாக வைக்கப்படுகிறது.
மிக அதிக நிறை கொண்ட ஒரு காரை, அதன் பிஸ்டன்களில் ஒன்றை அழுத்துவதன் மூலம் எளிதாகத் தூக்க முடிந்தால் ஆச்சரியப்படாதீர்கள். பிஸ்டனின் மேற்பரப்பு மிகவும் சிறியது, அதனால் நாம் செலுத்தும் விசையும் சிறியதாகவே இருக்கும். இருப்பினும், வெளியீட்டு மேற்பரப்பு மிகவும் பெரியதாக இருந்தால், இந்தச் சிறிய உள்ளீட்டு விசையை ஒரு மிகப் பெரிய வெளியீட்டு விசையாக மாற்ற முடியும்.
மிகவும் கனமான ஒரு காரைத் தூக்குவதற்காக ஒரு ஹைட்ராலிக் ஜாக் வடிவமைக்கப்படும்போது, வடிவமைப்பாளர் காரின் புவியீர்ப்பு விசையையும் ஜாக்கின் வெளியீட்டு விசையையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். தூக்கப்படும் காரின் எடை அதிகமாக இருந்தால், ஜாக்கின் வெளியீட்டுப் பரப்பளவும் அதிகமாக இருக்கும். குறைந்தபட்சம், ஒரு ஹைட்ராலிக் ஜாக்கால் உருவாக்கப்படும் வெளியீட்டு விசையானது, தூக்கப்படும் பொருளின் எடையை விட அதிகமாகவோ அல்லது அதற்குச் சமமாகவோ இருக்க வேண்டும்.
உதாரணக் கேள்வி 1:
A 1 = 100 செ.மீ 2
A 2 = 250 செ.மீ 2
F 1 = 200 N
கேட்கப்பட்டது : எஃப் 2
கலந்துரையாடல்
உதாரணக் கேள்வி 2:
அறியப்பட்ட விஷயம் என்னவென்றால்:
A 1 = 100 செ.மீ 2 = 100 x 10 -4 மீ 2 = 0,01 மீ 2
A 2 = 250 செ.மீ 2 = 250 x 10 -4 மீ 2 = 0,025 மீ 2
சுமையின் நிறை = 200 கிலோ
எண்ணெய் அடர்த்தி (ρ) = 780 கி.கி/ மீ³
எண்ணெய் தூணின் உயரம் (h) = 2 மீட்டர்
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/ வி²
கேள்வி: பளு அசையாமல் சமநிலையில் இருப்பதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச உள்ளீட்டு விசை (F) என்ன?
பதில் :
