Закон Паскаля говорить: "Якщо зовнішній тиск застосовується до закритої системи, тиск у будь-якій точці рідини зростатиме пропорційно застосованому зовнішньому тиску".
Ви коли-небудь бачили, коли ремонтний цех міняв шини? Якщо так, то, звичайно, ви побачите, що машину або навіть вантажівку піднімають спочатку за допомогою невеликого інструменту, який називається домкрат.
Звичайно, виникає питання, як домкрат може підняти з домкрата автомобіль, який важить навіть тисячі разів.
Відповідь на це питання пояснюється законом, який називається законом Паскаля. Щоб отримати докладнішу інформацію, давайте побачимо більше про закон Паскаля разом із прикладом проблеми.
Розуміння закону Паскаля
У 16 столітті філософ і вчений на ім'я Блез Паскаль створив закон, який називався Законом Паскаля. Цей закон говорить:
"Якщо зовнішній тиск застосовується до закритої системи, тиск у будь-якій точці рідини зростатиме пропорційно зовнішньому тиску".
Основною наукою цього закону є тиск, де тиск, що застосовується до рідини із закритою системою, буде дорівнює тиску, що виходить із системи.
Завдяки йому тоді почали з’являтися нововведення, особливо для подолання проблеми підняття важкого вантажу. Прикладами можуть бути домкрати, насоси та гідравлічні системи при гальмуванні.
Формула
Перш ніж переходити до рівнянь або формул закону Паскаля, нам потрібно вивчити основну науку, а саме тиск. Загальне визначення тиску - це вплив чи сила, що діє на поверхню. Загальною формулою рівняння є:
P = F / A
Де:
P - тиск (Па)
F - сила (N)
A - ефективна площа поверхні (м2)
Математичне рівняння закону Паскаля дуже просте, де:
Читайте також: Будова, функція та зображення бактерій [ПОВНІ]Enter = Вихід
На малюнку вище рівняння закону Паскаля можна записати так:
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
З:
P1: тиск на вході (Па)
P2: тиск на виході (Па)
F1: прикладена сила (N)
F2: сила, що виробляється (N)
A1: площа прикладеної сили (м2)
A2: отримана площа (м2)
Крім того, існує інший термін, який використовується при застосуванні закону Паскаля, який називається механічною перевагою. Взагалі, механічна перевага полягає у співвідношенні сили, яку може виробляти система, та сили, яку потрібно прикласти. Математично механічну перевагу можна записати:
механічна перевага = F2 / F1
Як і в прикладі гідравлічного підйомника автомобіля, рідина в системі завжди матиме однаковий об'єм.
Отже, рівняння для закону Паскаля також можна записати як співвідношення обсягу до і, яке:
V1 = V2
або можна записати як
A1.h1 = A2.h2
Де:
V1 = введений об'єм
V2 = обсяг, який виходить
A1 = площа вхідної секції
A2 = площа перерізу виходу
h1 = глибина вхідного перерізу
h2 = висота вихідної секції
Приклад проблем
Далі наведено кілька прикладів та обговорення проблем із застосуванням закону Паскаля, щоб ви могли легше зрозуміти.
Приклад 1
Гідравлічний важіль використовується для підйому вантажу в 1 тонну. Якщо співвідношення між площами поперечного перерізу 1: 200, яка мінімальна сила, яка повинна бути прикладена до гідравлічного важеля?
Відповідь:
A1 / A2 = 1: 200
m = 1000 кг, тоді W = m. g = 1000. 10 = 10000 Н
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / F2 = A1 / A2
F1 / 10000 = 1/200
F1 = 50Н
Отже, сила, яку повинна робити система, становить 50Н
Приклад 2
Механічна перевага гідравлічного важеля має значення 20. Якщо людина хоче підняти машину вагою 879 кг, яку силу повинна робити система?
Відповідь:
m = 879 кг, тоді W = mg = 879. 10 = 8790 Н
механічне посилення = 20
F2 / F1 = 20
8790 / F1 = 20
F1 = 439,5 н
отже, сила, що діє на важелі, становить 439,5 Н
Також читайте: 1 рік Скільки тижнів? (Роки до тижнів) Ось відповідьПриклад 3
Гідравлічний важіль має вхідний діаметр поршня 14 см і вихідний діаметр 42 см. Якщо поршень опускається на глибину 10 см, яка висота поршня, що виймається?
Відповідь:
Поршень має круглу поверхню, тому його площа становить
A1 = π. r12 = 22/7. (14/2) 2 = 154 см2
A2 = π. r22 = 22/7. (42/2) 2 = 1386 см2
h1 = 10 см
тоді
А1. h1 = A2. h2
154. 10 = 1386. h2
h2 = 1540/1386
h2 = 1,11 см
Отже, піднятий поршень має висоту 1,11 см
Приклад 4
Компресор із шлангом, прикріпленим до крана, має діаметр 14 мм. Якщо на кінці шланга встановлений розпилювач з діаметром сопла 0,42 мм, а при включенні компресора тиск вимірюється на рівні 10 бар. Визначте величину сили витяжки повітря, яка виходить із сопла, якщо тиск у компресорі не зменшується.
Відповідь :
Шланги та отвори мають круглу площу перерізу
Тоді площа поверхні отвору становить
A2 = π. r22 = 22/7. (1,4 / 2) 2 = 1,54 мм2
"Пам’ятайте, що закон Паскаля пояснює, що тиск у ньому дорівнює тиску назовні".
Таким чином, що відходять ВПС:
P = F / A
F = P. A
F = 10 бар. 1,54 мм2
змініть одиницю рівня на паскаль і мм2 на м2
тоді
F = 106 Па. 1,54 х 10-6 м2
F = 1,54 Н
Отже, сила вітру, що виходить, становить 1,54 Н
Отже, дискусія про Закон Паскаля, сподіваємось, він може бути для вас корисним.
