Hvad er Pascals princip, og hvordan defineres det?

Evelyn Maitee Marin | jul. 2022
Industriingeniør, MSc i fysik og EdD

Pascals princip kan verificeres ved hjælp af en kugleformet skal udstyret med et stempel og perforeret på forskellige punkter som vist på figuren. Hvis kuglen er fyldt med en væske og derefter udøves tryk af stemplet, kan det ses, at væsken udstødes ved samme tryk og hastighed gennem alle hullerne. Det kan verificeres, at udløbstrykket gennem åbningerne er det samme, hvis der placeres rør ved hvert udløb, og væsken stiger til samme højde i hvert rør.

Ved at udøve tryk på stemplet er højden af ​​væsken den samme i alle rørene i udløbsportene.

Om Blaise Pascal blev han født den 19. juni 1623 i Clermont Ferrand, Frankrig, og ville senere blive en af ​​videnskabsmændene, mest fremragende og anerkendte teologer og filosoffer, hovedsagelig for nogle af deres bidrag, såsom Pascals pyramide, enheden af pres i det internationale system (Pascal: Pa), eller det princip, der bærer hans efternavn "Pascal's Principle", og som selv i dag er ansøge om design af presser og hydrauliske mekanismer. Pascal blev uddannet af sin far, som havde en fremtrædende stilling i den offentlige sektor. Fra en tidlig alder efterlod Pascal betydelige bidrag inden for forskellige områder såsom matematik, Statistikker og væskemekanik. Senere begav han sig også ind på området Filosofi og teologi.

hydraulisk presse

En af de repræsentative og aktuelle ansøgninger direkte relateret til Pascals princip kan ses i fungerer af en hydraulisk presse, som er en simpel maskine sammensat af to sektioner af forskellige områder, som udsættes for tryk af to stempler som vist på figuren.

Ordning grundlæggende i en hydraulisk presse

Denne mekanisme har flere industrielle anvendelser, en af ​​dem er at løfte tunge byrder såsom køretøjer.

Tryk er defineret som:

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

Hvor:
F. størrelsen af styrke påføres på hvert stempel
A: tværsnitsareal af hver side af pressen
P: hydraulisk væsketryk

Ifølge Pascals princip er trykket inde i væsken det samme på alle punkter, derfor:

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

Dette forhold indebærer, at nettokraften på det større stempel, når der påføres en mindre kraft på det mindre stempel, vil være større, jo større forholdet mellem sektionerne er. Således, hvis tre af de fire parametre i udtryk, kan rummet opnås ved en simpel klar.

Praktisk eksempel

Hvad bliver kraften 1 (F₁) at anvende i den viste figur, for at generere en kraft 2 (F2) er 10.000 N?. Det lille stempel 1 har en radius på 20 cm og det store stempel har en radius på 1 m.

Fra forholdet:

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

rydder F₁ og erstatte dataene i erklæringen:

Som det ses, kan Pascals princip anvendes i en hydraulisk presse, da når en kraft F udøves på stemplet med den mindste sektion A1₁ trykket, der stammer fra væsken i kontakt med den, overføres fuldstændigt og næsten øjeblikkeligt til resten af ​​væsken. På denne måde, ved at kende arealet af hver sektion og en af ​​kræfterne, kan værdien af ​​kraften i den anden ende opnås.

Endnu et eksempel på app Pascals princip forklarer betjeningen af ​​hydrauliske bremser, da når man træder på denne enhed, udøver en kraft på pedalen, som igen overføres til et stempel med mindre sektion, der glider inde i en stempel. Denne kraft genererer et tryk inde i bremsevæsken.