Mi a Pascal-elv, és hogyan definiálható?

Evelyn Maitee Marin | július 2022
ipari mérnök, MSc fizika és EdD

A Pascal-elv egy dugattyúval ellátott, különböző pontokon perforált gömbhéj segítségével ellenőrizhető, amint az az ábrán látható. Ha a gömböt megtöltjük folyadékkal, majd a dugattyú nyomást fejt ki, akkor látható, hogy a folyadék ugyanolyan nyomáson távozik, ill. sebesség az összes lyukon keresztül. Ellenőrizhető, hogy a kilépő nyomás a nyílásokon azonos, ha minden kimenethez csöveket helyeznek el, és a folyadék minden csőben azonos magasságba emelkedik.

A dugattyúra nyomást gyakorolva a folyadék magassága a kimeneti nyílások összes csövében azonos.

Blaise Pascalról: 1623. június 19-én született a franciaországi Clermont Ferrandban, és később egyike lett a tudósoknak, a legkiválóbb és legelismertebb teológusok és filozófusok, főként egyes munkáik miatt, mint például Pascal piramisa, nyomás a nemzetközi rendszerben (Pascal: Pa), vagy az az elv, amely az ő vezetéknevét "Pascal's Principle" viseli, és amely ma is jelentkezni a tervezés prések és hidraulikus mechanizmusok. Pascalt édesapja nevelte, aki kiemelkedő pozíciót töltött be a közszférában. Pascal kiskorától kezdve jelentős hozzájárulást hagyott számos területen, mint például a matematika, Statisztika és Folyadékmechanika. Később a területére is bemerészkedett Filozófia és a teológia.

hidraulikus nyomás

A Pascal-elvhez közvetlenül kapcsolódó reprezentatív és aktuális alkalmazások egyike látható a működőképes egy hidraulikus prés, amely egy egyszerű gép, amely két különböző területű részből áll, amelyekre két dugattyú nyomást gyakorol, amint az az ábrán látható.

Rendszer a hidraulikus prés alapjai

Ennek a mechanizmusnak számos ipari alkalmazása van, ezek egyike nehéz terhek, például járművek emelése.

A nyomás meghatározása a következő:

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

Ahol:
F. nagysága a erő minden dugattyúra alkalmazva
A: a prés mindkét oldalának keresztmetszete
P: hidraulikafolyadék nyomása

A Pascal-elv szerint a folyadék belsejében a nyomás minden ponton azonos, ezért:

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

Ez az összefüggés azt jelenti, hogy a nagyobb dugattyúra ható nettó erő, amikor kisebb erőt fejtenek ki a kisebb dugattyúra, annál nagyobb lesz, minél nagyobb a részek közötti arány. Így ha a négy paraméter közül három a kifejezés, a szoba egy egyszerű tiszta.

Gyakorlati példa

Mekkora lesz az erő 1 (F₁) az ábrán látható 2 erő létrehozásához (F2) 10 000 N?. A kis dugattyú 1 sugara 20 cm, a nagy dugattyúé 1 m.

A kapcsolatból:

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

tisztázza F₁ és cserélje ki a nyilatkozat adatait:

Mint látható, a Pascal-elv alkalmazható hidraulikus présben, hiszen amikor a legkisebb keresztmetszetű A1 dugattyúra F erő hat.₁ a vele érintkező folyadékban keletkező nyomás teljesen és szinte azonnal átadódik a folyadék többi részére. Ily módon, ismerve az egyes szakaszok területét és az egyik erőt, megkapható a másik végén lévő erő értéke.

Egy másik példa arra kb Pascal elve magyarázza a hidraulikus fékek működését, hiszen amikor erre a készülékre lépünk, erőt fejt ki a pedálra, ami viszont egy kisebb keresztmetszetű dugattyúra továbbítódik, amely a pedál belsejében csúszik. dugattyú. Ez az erő nyomást hoz létre a fékfolyadék belsejében.