Che cos'è il Principio di Pascal e come viene definito?

Evelyn Maitee Marin | lug. 2022
Ingegnere industriale, Master in Fisica e EdD

Il principio di Pascal può essere verificato utilizzando un guscio sferico munito di pistone e forato in vari punti come mostrato in figura. Se la sfera viene riempita con un liquido e quindi la pressione viene esercitata dallo stantuffo, si può vedere che il fluido viene espulso alla stessa pressione e velocità attraverso tutti i buchi. Si può verificare che la pressione di uscita attraverso gli orifizi è la stessa se i tubi sono posti a ciascuna uscita e il liquido sale alla stessa altezza in ogni tubo.

Esercitando una pressione sullo stantuffo, l'altezza del fluido è la stessa in tutti i tubi delle bocche di uscita.

A proposito di Blaise Pascal, nacque il 19 giugno 1623 a Clermont Ferrand, in Francia, e sarebbe poi diventato uno degli scienziati, teologi e filosofi più eccezionali e riconosciuti, principalmente per alcuni dei loro contributi, come la piramide di Pascal, l'unità di pressione nel sistema internazionale (Pascal: Pa), o il principio che porta il suo cognome "Principio di Pascal", e che ancora oggi è richiedere il disegno di presse e meccanismi idraulici. Pascal è stato educato da suo padre, che ha ricoperto una posizione di rilievo nel settore pubblico. Fin dalla tenera età, Pascal ha lasciato contributi significativi in ​​vari settori come Matematica, Statistiche e meccanica dei fluidi. Successivamente, si è anche avventurato nel campo della Filosofia e teologia.

pressa idraulica

Una delle applicazioni rappresentative e attuali direttamente correlate al principio di Pascal può essere vista nel funzionamento di una pressa idraulica, che è una macchina semplice composta da due sezioni di zone diverse che sono sottoposte alla pressione da due pistoni come mostrato in figura.

schema base di una pressa idraulica

Questo meccanismo ha molteplici applicazioni industriali, una delle quali è il sollevamento di carichi pesanti come i veicoli.

La pressione è definita come:

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

Dove:
F. grandezza del forza applicato su ogni pistone
A: area della sezione trasversale di ciascun lato della pressa
P: pressione del fluido idraulico

Secondo il principio di Pascal, la pressione all'interno del fluido è la stessa in tutti i punti, quindi:

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

Questa relazione implica che la forza netta sul pistone più grande quando viene applicata una forza minore sul pistone più piccolo sarà maggiore quanto maggiore è il rapporto tra le sezioni. Pertanto, se tre dei quattro parametri del espressione, la stanza può essere ottenuta da un semplice clear.

Esempio pratico

Quale sarà la forza 1 (F₁) da applicare nella figura mostrata, per generare una forza 2 (F2) è 10.000 N?. Il pistone piccolo 1 ha un raggio di 20 cm e il pistone grande ha un raggio di 1 m.

Dalla relazione:

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

cancella F₁ e sostituire i dati della dichiarazione:

Come si vede, il principio di Pascal può essere applicato in una pressa idraulica, poiché quando si esercita una forza F sul pistone di sezione più piccola A1₁ la pressione che si origina nel liquido a contatto con esso viene trasmessa completamente e quasi istantaneamente al resto del liquido. In questo modo, conoscendo l'area di ciascuna sezione e una delle forze, si può ottenere il valore della forza all'altra estremità.

Un altro esempio di app Il principio di Pascal spiega il funzionamento dei freni idraulici, poiché quando si calpesta questo dispositivo, esercita una forza sul pedale, che a sua volta viene trasmessa ad un pistone di sezione minore che scorre all'interno di un pistone. Questa forza genera una pressione all'interno del liquido dei freni.