Какво е принципът на Паскал и как се дефинира?

Евелин Майте Марин | юли 2022
Индустриален инженер, магистър по физика и EdD

Принципът на Паскал може да бъде проверен с помощта на сферична обвивка, снабдена с бутало и перфорирана в различни точки, както е показано на фигурата. Ако сферата се напълни с течност и след това се упражнява натиск от буталото, може да се види, че течността се изхвърля при същото налягане и скорост през всички дупки. Може да се провери, че налягането на изхода през отворите е еднакво, ако на всеки изход се поставят тръби и течността се издига на една и съща височина във всяка тръба.

Чрез упражняване на натиск върху буталото, височината на течността е еднаква във всички тръби на изходните отвори.

За Блез Паскал, той е роден на 19 юни 1623 г. в Клермон Феран, Франция, и по-късно ще стане един от учените, най-забележителните и признати теолози и философи, главно за някои от техните приноси, като пирамидата на Паскал, единицата на натиск в международната система (Паскал: Pa), или принципът, който носи неговото фамилно име „Принципът на Паскал“, и който дори и днес е кандидатствайте за дизайн на преси и хидравлични механизми. Паскал е образован от баща си, който е заемал видна позиция в публичния сектор. От ранна възраст Паскал оставя значителен принос в различни области като математиката, Статистика и механика на флуидите. По-късно той се подвизава и в областта на Философия и теология.

хидравлична преса

Едно от представителните и актуални приложения, пряко свързани с принципа на Паскал, може да се види в функциониране на хидравлична преса, която е проста машина, съставена от две секции с различни зони, които са подложени на натиск от две бутала, както е показано на фигурата.

Схема основа на хидравлична преса

Този механизъм има множество промишлени приложения, едно от тях е за повдигане на тежки товари като превозни средства.

Налягането се определя като:

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

Където:
Е. величина на сила приложен върху всяко бутало
A: площ на напречното сечение на всяка страна на пресата
P: налягане на хидравличната течност

Според принципа на Паскал, налягането във флуида е еднакво във всички точки, следователно:

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

Тази връзка предполага, че общата сила върху по-голямото бутало, когато се приложи по-малка сила върху по-малкото бутало, ще бъде по-голяма, колкото по-голямо е съотношението между секциите. Така, ако три от четирите параметъра на изразяване, стаята може да бъде получена чрез просто изчистване.

Практически пример

Каква ще бъде силата 1 (F₁), за да се приложи на показаната фигура, за генериране на сила 2 (F2) е 10 000 N?. Малкото бутало 1 има радиус 20 cm, а голямото бутало има радиус 1 m.

От връзката:

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

изчиства Ф₁ и заменете данните на извлечението:

Както се вижда, принципът на Паскал може да се приложи в хидравлична преса, тъй като когато върху буталото с най-малко сечение A1 се упражнява сила F₁ налягането, което възниква в течността в контакт с нея, се предава напълно и почти мигновено на останалата част от течността. По този начин, знаейки площта на всяка секция и една от силите, може да се получи стойността на силата в другия край.

Още един пример за ап Принципът на Паскал обяснява работата на хидравличните спирачки, тъй като при стъпване върху това устройство, упражнява сила върху педала, която от своя страна се предава на бутало с по-малко сечение, което се плъзга вътре в бутало. Тази сила създава налягане вътре в спирачната течност.