Što je Pascalov princip i kako se definira?

Evelyn Maitee Marin | srp. 2022
Industrijski inženjer, magistar fizike i EdD

Pascalovo načelo može se provjeriti pomoću sferične ljuske opremljene klipom i perforirane na različitim mjestima kao što je prikazano na slici. Ako je kugla napunjena tekućinom i zatim klip vrši pritisak, može se vidjeti da je tekućina istisnuta pod istim pritiskom i ubrzati kroz sve rupe. Može se provjeriti da je izlazni tlak kroz otvore isti ako su cijevi postavljene na svaki izlaz, a tekućina se diže do iste visine u svakoj cijevi.

Pritiskom na klip, visina tekućine je ista u svim cijevima izlaznih otvora.

O Blaiseu Pascalu, rođen je 19. lipnja 1623. u Clermont Ferrandu u Francuskoj, a kasnije će postati jedan od znanstvenika, najistaknutiji i najpriznatiji teolozi i filozofi, uglavnom zbog nekih njihovih doprinosa, kao što je Pascalova piramida, jedinica pritisak u međunarodnom sustavu (Pascal: Pa), odnosno princip koji nosi njegovo prezime "Pascalov princip", a koji je i danas, prijaviti se za oblikovati preša i hidrauličkih mehanizama. Pascala je školovao njegov otac, koji je imao istaknutu poziciju u javnom sektoru. Od ranog djetinjstva, Pascal je ostavio značajan doprinos u raznim područjima kao što su matematika, Statistika i Mehanika fluida. Kasnije se okušao iu području Filozofija i teologije.

hidraulička preša

Jedna od reprezentativnih i aktualnih primjena izravno povezanih s Pascalovim načelom može se vidjeti u funkcioniranje hidrauličke preše, koja je jednostavan stroj sastavljen od dva dijela različitih područja koji su podvrgnuti pritisku pomoću dva klipa kao što je prikazano na slici.

Shema osnova hidrauličke preše

Ovaj mehanizam ima više industrijskih primjena, a jedna od njih je podizanje teških tereta kao što su vozila.

Tlak se definira kao:

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

Gdje:
F. veličina snaga primijenjen na svaki klip
A: površina poprečnog presjeka svake strane preše
P: tlak hidrauličke tekućine

Prema Pascalovom principu, tlak unutar tekućine je isti u svim točkama, dakle:

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

Ovaj odnos implicira da će neto sila na veći klip kada se na manji klip primijeni manja sila biti veća što je veći omjer između sekcija. Dakle, ako su tri od četiri parametra izraz, soba se može dobiti jednostavnim jasnim.

Praktičan primjer

Kolika će biti sila 1 (F₁) primijeniti na prikazanoj slici, za stvaranje sile 2 (F2) iznosi 10 000 N?. Mali klip 1 ima radijus 20 cm, a veliki klip ima polumjer 1 m.

Iz odnosa:

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

čisti F₁ i zamijenite podatke izjave:

Kao što se vidi, Pascalov princip se može primijeniti u hidrauličkoj preši, jer kada se na klip s najmanjim presjekom A1 djeluje sila F₁ tlak koji nastaje u tekućini koja je s njom u dodiru potpuno se i gotovo trenutno prenosi na ostatak tekućine. Na taj način, znajući površinu svakog odjeljka i jedne od sila, može se dobiti vrijednost sile na drugom kraju.

Još jedan primjer aplikacija Pascalovo načelo objašnjava rad hidrauličkih kočnica, jer kada se nagazi na ovaj uređaj, djeluje silom na papučicu, koja se pak prenosi na klip manjeg presjeka koji klizi unutar klip. Ova sila stvara pritisak unutar kočione tekućine.