Фаҳмидани қонуни Паскал
Домкрат/бардорандаи гидравликӣ ҳангоми бардоштани мошин чӣ гуна кор мекунад? Тормозҳои гидравликӣ ҳангоми суст кардани суръати мошин чӣ гуна кор мекунанд?
Тавре ки мо дар мавзӯи Фишори моеъ омӯхтем , ҳар як моеъ ба ҳамаи ашёе, ки бо он тамос мегирад, фишор меорад. Оберо, ки мо ба шиша меандозем, ба деворҳои шиша фишор меорад. Ба ҳамин монанд, вақте ки мо дар ҳавзи шиноварӣ ё оби баҳр оббозӣ мекунем, об ба тамоми бадани мо фишор меорад.
Фишори умумии об дар чуқурии муайян, масалан, фишори оби баҳр дар чуқурии 200 метр, ҷамъи фишори атмосфераест, ки ба сатҳи баҳр таъсир мерасонад ва фишори ченшуда дар чуқурии 200 метр аст. Ҳамин тавр, илова бар қабати болоии об, ки ба оби зери он фишор меорад, инчунин атмосфера ё ҳаво низ вуҷуд дорад, ки ба сатҳи баҳр фишор меорад.
Фишори қабати моеъ дар боло метавонад ҳамчун фишори дохилӣ тавсиф карда шавад , зеро он аз дохили моеъ сарчашма мегирад, дар ҳоле ки фишори атмосфераро метавон ҳамчун фишори беруна тавсиф кард , зеро атмосфера аз моеъ ҷудо аст. Фишори атмосфера ба тамоми сатҳи моеъ таъсир мерасонад ва дар тамоми моеъ интиқол дода мешавад. Аз ин рӯ, фишори умумии моеъ дар чуқурии муайян на танҳо аз фишори қабати моеъ дар боло, балки аз фишори атмосфера низ таъсир мегирад.
Барои беҳтар фаҳмидани ин шарҳ, биёед ба моеъ дар зарф назар андозем.
Фишори моеъ дар поёни зарф табиатан аз фишори моеъи болои он зиёдтар аст. Ҳар қадар шумо поён равед, фишори моеъ ҳамон қадар зиёд мешавад; баръакс, ҳар қадар шумо ба болои зарф наздик шавед, фишори моеъ ҳамон қадар паст мешавад.
Бузургии фишор ба ρ gh мутаносиб аст (ρ = зичӣ, g = шитоб аз сабаби вазнинӣ ва h = баландӣ ё умқ). Дар ҳар як нуқта дар як чуқурӣ, бузургии фишор якхела аст. Ин ба ҳама моеъҳо дар ҳама гуна зарф дахл дорад ва аз шакли зарф вобаста нест.
Агар мо фишори берунаро татбиқ кунем, масалан, бо пахш кардани сатҳи моеъ, афзоиши фишор дар дохили моеъ дар ҳама ҷо якхела аст. Аз ин рӯ, ҳангоми татбиқи фишори беруна, ҳар як қисми моеъ ҳиссаи якхелаи фишорро мегирад. Аз ин рӯ, фишор дар ҳар нуқта дар як чуқурӣ ҳамеша якхела аст. Ин Принсипи Паскал аст, ки пешниҳод ва ба номи асосгузори он, Блез Паскал (1623–1662), гузошта шудааст. Паскал файласуф ва олими фаронсавӣ буд.
Принсипи Паскал мегӯяд, ки фишоре, ки ба моеъ дар зарфи пӯшида татбиқ мешавад, ба ҳар як қисми моеъ ва деворҳои зарф баробар интиқол дода мешавад.
Аз нигоҳи математикӣ онро чунин навиштан мумкин аст:
Маълумот:
p = Фишор, F = Қувва, A = Масоҳати сатҳ
Калимаи "дохил" фишореро ифода мекунад, ки татбиқ мешавад, дар ҳоле ки калимаи "баромадан" фишореро ифода мекунад, ки интиқол дода мешавад.
Татбиқи принсипи Паскал
Бо роҳнамоии принсипи Паскал, инсонҳо барои осон кардани ҳаёт якчанд асбобҳо, ҳам содда ва ҳам мураккаб, таҳия кардаанд. Баъзе аз инҳо домкратҳои гидравликӣ, лифтҳои гидравликӣ, тормозҳои гидравликӣ ва ғайраро дар бар мегиранд.
Ҷок ё лифт гидравликӣ
Чӣ тавр домкрат ё лифт кор мекунад, дар расм нишон дода шудааст.
Домкрат аз зарфе бо ду сатҳ иборат аст. Дар ҳарду сатҳ поршен ҷойгир аст, ки масоҳати сатҳи поршен дар тарафи чап аз масоҳати сатҳи поршен дар тарафи рост хурдтар аст. Масоҳати сатҳи поршен ба масоҳати сатҳи зарф танзим карда мешавад. Зарф бо моеъ, ба монанди равған пур карда мешавад.
Агар поршен, ки масоҳати сатҳи хурд дорад, ба поён тела дода шавад, пас ҳар як қисми моеъ низ бо он меравад.
фишор дода мешавад. Миқдори фишоре, ки поршен бо масоҳати хурд (тасвири чап) ба ҳамаи қисмҳои моеъ интиқол дода мешавад. Дар натиҷа, моеъ поршенро бо масоҳати калонтар (тасвири рост) то он даме, ки поршен ба боло тела дода шавад, пахш мекунад. Масоҳати сатҳи поршени фишордодашаванда хурд аст, аз ин рӯ қувваи зарурӣ барои пахш кардани моеъ низ хурд аст. Аммо азбаски фишор (фишор = қувва / масоҳати воҳидӣ) дар тамоми моеъ интиқол дода мешавад, қувваи хурд ба қувваи хеле калон табдил меёбад, вақте ки моеъ поршенро дар тарафи рост бо масоҳати калон пахш мекунад. Барои одамон кам ба поршен бо масоҳати калон қувваи вурудӣ татбиқ карда мешавад, зеро ин фоидаовар нест. Дар болои поршен бо масоҳати калон, одатан ашё ё қисми ашёе, ки бояд бардошта шавад (масалан, мошин) ҷойгир карда мешавад.
Ҳайрон нашавед, агар мошине бо массаи хеле калон бо пахш кардани яке аз поршенҳо ба осонӣ бардорад. Масоҳати сатҳи поршен хеле хурд аст, аз ин рӯ қувваи истифодашаванда низ хурд аст. Аммо, агар масоҳати сатҳи баромад хеле калон бошад, ин қувваи хурди воридшаванда метавонад ба қувваи хеле калони баромад табдил ёбад.
Агар домкрат гидравликӣ барои бардоштани мошини хеле вазнин тарҳрезӣ шуда бошад, тарроҳ бояд вазнинии мошин ва қувваи баромади домкратты ба назар гирад. Ҳар қадар вазни мошини бардошташаванда зиёд бошад, ҳамон қадар масоҳати сатҳи баромади домкрат калонтар мешавад. Ҳадди ақал, қувваи баромади аз ҷониби домкрат гидравликӣ ба вуҷуд омада бояд аз вазни ашёи бардошташаванда зиёдтар ё баробар бошад.
Намунаи саволи 1:
A 1 = 100 см 2
A 2 = 250 см 2
F1 = 200 N
Пурсиш дода шуд: F2
Пембахасан
Намунаи саволи 2:
Маълум аст, ки:
A 1 = 100 см 2 = 100 x 10 -4 м 2 = 0,01 м 2
A 2 = 250 см 2 = 250 x 10 -4 м 2 = 0,025 м 2
Массаи бор = 200 кг
Зичии равған (ρ) = 780 кг/ м3
Баландии сутуни равған (соат) = 2 метр
Шитоб аз ҳисоби қувваи ҷозиба (g) = 10 м/ с2
Пурсида шуд: Қувваи ҳадди ақали воридшавӣ (F) чӣ қадар аст, то ки бор дар ҳолати мувозинат бошад (бор ҳаракат накунад)?
Ҷавоб:
