ما هو مبدأ باسكال ، وكيف يتم تعريفه؟

يمكن التحقق من مبدأ باسكال باستخدام غلاف كروي مزود بمكبس ومثقب في نقاط مختلفة كما هو موضح في الشكل. إذا امتلأت الكرة بسائل ثم تم الضغط بواسطة المكبس ، فيمكن ملاحظة أن السائل يتم طرده بنفس الضغط و سرعة من خلال جميع الثقوب. يمكن التحقق من أن ضغط المخرج عبر الفتحات هو نفسه إذا تم وضع الأنابيب عند كل مخرج ، ويرتفع السائل إلى نفس الارتفاع في كل أنبوب.

من خلال ممارسة الضغط على المكبس ، يكون ارتفاع السائل هو نفسه في جميع أنابيب منافذ المخرج.

عن بليز باسكال ، ولد في 19 يونيو 1623 في كليرمون فيران بفرنسا ، وأصبح لاحقًا أحد العلماء ، أبرز اللاهوتيين والفلاسفة والمعروفين ، خاصة لبعض مساهماتهم ، مثل هرم باسكال ، وحدة الضغط في النظام الدولي (باسكال: باسكال) ، أو المبدأ الذي يحمل لقبه "مبدأ باسكال" ، وحتى اليوم ، التقدم بطلب للحصول على

التصميم المكابس والآليات الهيدروليكية. تلقى باسكال تعليمه على يد والده الذي شغل منصبًا بارزًا في القطاع العام. منذ سن مبكرة ، ترك باسكال مساهمات كبيرة في مجالات مختلفة مثل الرياضيات ، إحصائيات وميكانيكا الموائع. في وقت لاحق ، غامر أيضًا في مجال فلسفة واللاهوت.

الضغط الهيدروليكي

يمكن رؤية أحد التطبيقات التمثيلية والحالية المرتبطة مباشرة بمبدأ باسكال في تسيير مكبس هيدروليكي ، وهو عبارة عن آلة بسيطة تتكون من قسمين من مناطق مختلفة يتعرضان للضغط بواسطة مكبسين كما هو موضح في الشكل.

مخطط أساس مكبس هيدروليكي

لهذه الآلية تطبيقات صناعية متعددة ، من بينها رفع الأحمال الثقيلة مثل المركبات.

يعرف الضغط بأنه:

\ (P = \ frac {F} {A} \)

أين:
F. حجم قوة تطبق على كل مكبس
ج: منطقة المقطع العرضي لكل جانب من جوانب الصحافة
P: ضغط السائل الهيدروليكي

وفقًا لمبدأ باسكال ، فإن الضغط داخل المائع هو نفسه في جميع النقاط ، لذلك:

\ ({{F} _ {1}} ⋅ {{A} _ {2}} = {{F} _ {2}} ⋅ {{A} _ {1}} \)

تشير هذه العلاقة إلى أن القوة الكلية على المكبس الأكبر عندما يتم تطبيق قوة أصغر على المكبس الأصغر ستكون أكبر كلما زادت النسبة بين الأقسام. وهكذا ، إذا كانت ثلاثة من أربعة معلمات من التعبير، يمكن الحصول على الغرفة عن طريق مسح بسيط.

مثال عملي

ماذا ستكون القوة 1 (F₁) لتطبيقها في الشكل الموضح ، لتوليد قوة 2 (F2) هي 10000 N ؟. نصف قطر المكبس الصغير 1 20 سم والمكبس الكبير نصف قطره 1 متر.

من العلاقة:

\ ({{F} _ {1}} ⋅ {{A} _ {2}} = {{F} _ {2}} ⋅ {{A} _ {1}} \)

يمسح F₁ واستبدال بيانات البيان:

كما يمكن رؤيته ، يمكن تطبيق مبدأ باسكال في مكبس هيدروليكي ، لأنه عند ممارسة قوة F على المكبس بأصغر قسم A1₁ الضغط الذي ينشأ في السائل الملامس له ينتقل بشكل شبه فوري إلى باقي السائل. بهذه الطريقة ، بمعرفة مساحة كل قسم وإحدى القوى ، يمكن الحصول على قيمة القوة في الطرف الآخر.

مثال آخر على تطبيق يشرح مبدأ باسكال عمل المكابح الهيدروليكية ، لأنه عند الضغط على هذا الجهاز ، يمارس قوة على الدواسة ، والتي بدورها تنتقل إلى مكبس من قسم أصغر ينزلق داخل أ مكبس. تولد هذه القوة ضغطًا داخل سائل الفرامل.