Mikä on Pascalin periaate ja miten se määritellään?

Evelyn Maitee Marin | heinäkuuta 2022
Teollisuusinsinööri, Fysiikan maisteri ja EdD

Pascalin periaate voidaan varmistaa käyttämällä pallomaista vaippaa, jossa on mäntä ja joka on rei'itetty eri kohdissa kuvan osoittamalla tavalla. Jos pallo on täytetty nesteellä ja sitten mäntä kohdistaa painetta, voidaan nähdä, että neste poistuu samalla paineella ja nopeus kaikkien reikien läpi. Voidaan varmistaa, että ulostulopaine aukkojen läpi on sama, jos jokaiseen ulostuloon sijoitetaan putket ja neste nousee samalle korkeudelle kussakin putkessa.

Painamalla mäntää nesteen korkeus on sama kaikissa ulostuloaukkojen putkissa.

Blaise Pascalista hän syntyi 19. kesäkuuta 1623 Clermont Ferrandissa Ranskassa, ja hänestä tuli myöhemmin yksi tiedemiehistä, merkittävimmät ja tunnustetuimmat teologit ja filosofit, pääasiassa joidenkin panostusten, kuten Pascalin pyramidin, paine kansainvälisessä järjestelmässä (Pascal: Pa), tai periaate, joka kantaa hänen sukunimeään "Pascalin periaate", ja joka vielä nykyäänkin on hakea design puristimia ja hydraulisia mekanismeja. Pascalin koulutti hänen isänsä, jolla oli merkittävä asema julkisella sektorilla. Varhaisesta iästä lähtien Pascal antoi merkittävän panoksen useilla aloilla, kuten matematiikassa, Tilastot ja nestemekaniikka. Myöhemmin hän uskalsi myös alalle Filosofia ja teologia.

hydraulinen puristin

Yksi edustavista ja nykyisistä sovelluksista, jotka liittyvät suoraan Pascalin periaatteeseen, on nähtävissä toiminta hydraulipuristimesta, joka on yksinkertainen kone, joka koostuu kahdesta eri alueiden osasta, joihin kohdistuu paineita kahdella männällä, kuten kuvassa on esitetty.

Kaavio hydraulipuristimen perusteet

Tällä mekanismilla on useita teollisia sovelluksia, joista yksi on raskaiden kuormien, kuten ajoneuvojen, nostaminen.

Paine määritellään seuraavasti:

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

Missä:
F. suuruus vahvuus jokaiseen mäntään
V: puristimen kummankin puolen poikkileikkauspinta-ala
P: hydraulinesteen paine

Pascalin periaatteen mukaan paine nesteen sisällä on sama kaikissa kohdissa, joten:

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

Tämä suhde merkitsee sitä, että suurempaan mäntään kohdistuva nettovoima, kun pienempään mäntään kohdistetaan pienempi voima, on sitä suurempi mitä suurempi osien välinen suhde. Jos siis kolme neljästä parametrin ilmaisu, huoneeseen voidaan saada yksinkertainen selkeä.

Käytännön esimerkki

Mikä on voima 1 (F₁) käytettäväksi esitetyssä kuvassa, voiman 2 (F2) muodostamiseksi on 10 000 N?. Pienen männän 1 säde on 20 cm ja suuren männän säde 1 m.

Suhteesta:

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

tyhjentää F₁ ja korvaa lausunnon tiedot:

Kuten näkyy, Pascalin periaatetta voidaan soveltaa hydraulipuristimessa, koska kun voima F kohdistetaan mäntään, jonka poikkileikkaus on pienin A1₁ sen kanssa kosketuksissa olevasta nesteestä peräisin oleva paine välittyy kokonaan ja lähes välittömästi muuhun nesteeseen. Tällä tavalla, kun tiedetään kunkin osan pinta-ala ja yksi voimista, voidaan saada voiman arvo toisessa päässä.

Toinen esimerkki sovellus Pascalin periaate selittää hydraulisten jarrujen toiminnan, koska kun astut tämän laitteen päälle, kohdistaa polkimeen voiman, joka puolestaan ​​välittyy pienemmän poikkileikkauksen omaavaan mäntään, joka liukuu polkimessa mäntä. Tämä voima synnyttää paineen jarrunesteen sisällä.