పాస్కల్ సూత్రం గురించిన వ్యాసం
కారును పైకి ఎత్తడానికి ఉపయోగించే హైడ్రాలిక్ లిఫ్ట్ యొక్క పని సూత్రం ఏమిటి? కారు వేగాన్ని తగ్గించడానికి ఉపయోగించే హైడ్రాలిక్ బ్రేకుల పని సూత్రం ఏమిటి? దయచేసి దీన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి పాస్కల్ సూత్రాన్ని నేర్చుకోండి.
ప్రతి ద్రవం దానితో సంబంధంలో ఉన్న అన్ని వస్తువులపై ఎల్లప్పుడూ ఒత్తిడిని కలుగజేస్తుంది. మనం గ్లాసులో పోసే నీరు గ్లాసు గోడపై ఒత్తిడిని కలుగజేస్తుంది. అదేవిధంగా, మనం స్విమ్మింగ్ పూల్లో లేదా సముద్రపు నీటిలో స్నానం చేస్తే, ఆ పూల్ నీరు లేదా సముద్రపు నీరు కూడా మన శరీరం మొత్తం మీద ఒత్తిడిని కలుగజేస్తుంది.
ఒక నిర్దిష్ట లోతులో నీటి మొత్తం పీడనం, ఉదాహరణకు, 200 మీటర్ల లోతులో సముద్రపు నీటి పీడనం అనేది వాతావరణ పీడనం మరియు 200 మీటర్ల లోతులో కొలవబడిన పీడనం యొక్క మొత్తం. కాబట్టి, నీటి పీడనంతో పాటు.
సముద్రపు నీటి ఉపరితలాన్ని అణచివేసే వాతావరణం కూడా ఉంది.
వాతావరణ పీడనం అన్ని ద్రవ ఉపరితలాలపై పనిచేస్తుంది మరియు ఆ పీడనం ద్రవంలోని అన్ని భాగాలకు పంపిణీ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, పైనున్న ద్రవ పొర యొక్క పీడనంతో పాటు, ఒక నిర్దిష్ట లోతులో ద్రవం యొక్క మొత్తం పీడనం వాతావరణ పీడనం వల్ల కూడా ప్రభావితమవుతుంది.
ఈ వివరణను మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, పాత్రలోని ద్రవాన్ని సమీక్షిద్దాం.
సహజంగానే, పాత్ర పైభాగంలోని ద్రవ పీడనం కంటే అడుగుభాగంలోని ద్రవ పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది. కిందికి వెళ్ళేకొద్దీ ద్రవ పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనికి విరుద్ధంగా, పాత్ర పై ఉపరితలానికి దగ్గరగా ఉండేకొద్దీ ద్రవ పీడనం తక్కువగా ఉంటుంది.
పీడనం యొక్క పరిమాణం ρ gh కు అనుపాతంలో ఉంటుంది (ρ = సాంద్రత, g = గురుత్వాకర్షణ త్వరణం మరియు h = ఎత్తు లేదా లోతు). ఒకే లోతులో ఉన్న ప్రతి బిందువు వద్ద, పీడనం యొక్క పరిమాణం ఒకే విధంగా ఉంటుంది. ఇది ఏ పాత్రలోని అన్ని ద్రవాలకు వర్తిస్తుంది మరియు పాత్ర ఆకారంపై ఆధారపడి ఉండదు.
మనం ద్రవ ఉపరితలాన్ని నొక్కడం వంటి బాహ్య పీడనాన్ని ప్రయోగిస్తే, ద్రవంలోని పీడన పెరుగుదల ప్రతిచోటా సమానంగా ఉంటుంది. కాబట్టి, బాహ్య పీడనం ఇచ్చినప్పుడు, ద్రవంలోని ప్రతి భాగం ఒకే పరిమాణంలో పీడనాన్ని పొందుతుంది. అందువల్ల, ఒకే లోతులో ప్రతి బిందువు వద్ద పీడనం ఎల్లప్పుడూ సమానంగా ఉంటుంది. ఇదే పాస్కల్ సూత్రం, దీనిని బ్లేజ్ పాస్కల్ (1623-1662) పేరు మీదుగా ప్రారంభించారు. పాస్కల్ ఒక ఫ్రెంచ్ తత్వవేత్త మరియు శాస్త్రవేత్త.
పాస్కల్ సూత్రం ప్రకారం, మూసి ఉన్న ప్రదేశంలో ఒక ద్రవంపై ప్రయోగించిన పీడనం, ఆ ద్రవంలోని ప్రతి భాగానికి మరియు పాత్ర గోడలకు బదిలీ చేయబడుతుంది.
పాస్కల్ సూత్రం యొక్క అనువర్తనం
పాస్కల్ సూత్రం ఆధారంగా, మానవులు జీవితాన్ని సులభతరం చేయడానికి సరళమైన మరియు అధునాతనమైన అనేక సాధనాలను రూపొందించారు. వాటిలో కొన్ని హైడ్రాలిక్ లిఫ్ట్లు, హైడ్రాలిక్ బ్రేక్లు మొదలైనవి.
హైడ్రాలిక్ లిఫ్ట్
హైడ్రాలిక్ లిఫ్ట్ రెండు ఉపరితలాలు కలిగిన ఒక పాత్రను కలిగి ఉంటుంది. రెండు ఉపరితలాలపై పిస్టన్ ఉంటుంది, దీనిలో ఎడమ వైపు పిస్టన్ ఉపరితల వైశాల్యం కుడి వైపు పిస్టన్ ఉపరితల వైశాల్యం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. పిస్టన్ ఉపరితల వైశాల్యం పాత్ర యొక్క ఉపరితల వైశాల్యానికి అనుగుణంగా సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. పాత్రలు కందెనల వంటి ద్రవాలతో నింపబడి ఉంటాయి.
తక్కువ ఉపరితల వైశాల్యం గల పిస్టన్ను క్రిందికి నొక్కితే, ద్రవంలోని ప్రతి భాగం కూడా
క్రిందికి నొక్కబడుతుంది. చిన్న ఉపరితలం గల పిస్టన్ ఇచ్చే పీడనం ద్రవంలోని అన్ని భాగాలకు ప్రసరిస్తుంది. ఫలితంగా, పిస్టన్ పైకి నెట్టబడే వరకు ద్రవం దానిని పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం గల పిస్టన్ను నొక్కుతుంది. నొక్కబడిన పిస్టన్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం చిన్నదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి ద్రవాన్ని నొక్కడానికి అవసరమైన బలం కూడా తక్కువగా ఉంటుంది. కానీ పీడనం ద్రవంలోని అన్ని భాగాలపై నిరంతరంగా ప్రసరిస్తుంది కాబట్టి, ద్రవం పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం గల పిస్టన్ను కుడి వైపున నొక్కినప్పుడు ఆ చిన్న బలం మారుతుంది. పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం గల పిస్టన్పై ప్రవేశ బలాన్ని ప్రయోగించడం లాభదాయకం కానందున, ప్రజలు అరుదుగా అలా చేస్తారు. పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యం గల పిస్టన్ పైభాగంలో సాధారణంగా పైకి ఎత్తాలనుకునే వస్తువులు లేదా సామాగ్రిని ఉంచుతారు (ఉదాహరణకు, ఒక కారు).
భారీ ద్రవ్యరాశి ఉన్న కారు కేవలం పిస్టన్లలో ఒకదానిని నొక్కడం ద్వారా సులభంగా పైకి లేస్తే ఆశ్చర్యపోకండి. పిస్టన్ యొక్క ఉపరితల వైశాల్యం చాలా చిన్నదిగా ఉంటుంది, కాబట్టి మనం ఇచ్చే బలం కూడా తక్కువగానే ఉంటుంది. అయితే, అవుట్పుట్ ఉపరితల వైశాల్యం పెద్దగా ఉంటే, ఈ చిన్న ఇన్పుట్ బలం భారీ అవుట్పుట్ బలంగా మారగలదు.
ఉదాహరణ సమస్య 1:
తెలిసినది :
A 1 = 100 సెం.మీ 2
A 2 = 250 సెం.మీ 2
F 1 = 200 N
కావలసినది : F 2
పరిష్కారం:
ఉదాహరణ సమస్య 2:
తెలిసినది :
A 1 = 100 సెం.మీ 2 = 100 x 10 -4 మీ 2 = 0.01 మీ 2
A 2 = 250 సెం.మీ 2 = 250 x 10 -4 మీ 2 = 0.025 మీ 2
లోడ్ యొక్క ద్రవ్యరాశి = 200 కిలోగ్రాములు
నూనె సాంద్రత (ρ) = 780 కిలోగ్రాములు/ మీ³
నూనె స్తంభం ఎత్తు (h) = 2 మీ
గురుత్వాకర్షణ త్వరణం (g) = 10 మీ/సె 2
కావలసినది :
లోడ్ సమతుల్య స్థితిలో (లోడ్ కదలకుండా) ఉండటానికి అవసరమైన కనీస ఇన్పుట్ బలం (F) ఎంత ?
పరిష్కారం:
