რა არის პასკალის პრინციპი და როგორ არის განსაზღვრული?

ეველინ მეიტი მარინი | ივლისი. 2022
ინდუსტრიული ინჟინერი, მაგისტრი ფიზიკაში და EdD

პასკალის პრინციპის შემოწმება შესაძლებელია სფერული გარსის გამოყენებით, რომელიც აღჭურვილია დგუშით და პერფორირებულია სხვადასხვა წერტილში, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. თუ სფერო ივსება სითხით და შემდეგ დგუშის მიერ ხდება წნევა, ჩანს, რომ სითხე გამოიდევნება იმავე წნევით და სიჩქარე ყველა ხვრელის გავლით. შეიძლება დადასტურდეს, რომ გასასვლელი წნევა ხვრელების მეშვეობით იგივეა, თუ მილები მოთავსებულია თითოეულ გასასვლელში და სითხე იზრდება იმავე სიმაღლეზე თითოეულ მილში.

დგუშის ზეწოლის შედეგად, სითხის სიმაღლე ერთნაირია გამოსასვლელი პორტების ყველა მილში.

ბლეზ პასკალის შესახებ, ის დაიბადა 1623 წლის 19 ივნისს კლერმონ ფერანში, საფრანგეთი და მოგვიანებით გახდა ერთ-ერთი მეცნიერი. ყველაზე გამოჩენილი და აღიარებული თეოლოგები და ფილოსოფოსები, ძირითადად მათი ზოგიერთი წვლილისთვის, როგორიცაა პასკალის პირამიდა, ერთეული ზეწოლა საერთაშორისო სისტემაში (Pascal: Pa), ანუ პრინციპი, რომელიც ატარებს მის გვარს „პასკალის პრინციპს“ და რომელიც დღესაც არის. მიმართეთ დიზაინი პრესებისა და ჰიდრავლიკური მექანიზმების. პასკალმა განათლება მიიღო მამამისმა, რომელსაც გამორჩეული პოზიცია ეკავა საჯარო სექტორში. ადრეული ასაკიდანვე პასკალმა დატოვა მნიშვნელოვანი წვლილი სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა მათემატიკა, სტატისტიკა და სითხის მექანიკა. მოგვიანებით, მან ასევე გაბედა სფეროში ფილოსოფია და ღვთისმეტყველება.

ჰიდრავლიკური პრესა

პასკალის პრინციპთან უშუალოდ დაკავშირებული ერთ-ერთი წარმომადგენლობითი და ამჟამინდელი აპლიკაცია ჩანს ფუნქციონირება ჰიდრავლიკური პრესა, რომელიც არის მარტივი მანქანა, რომელიც შედგება სხვადასხვა უბნის ორი განყოფილებისგან, რომლებიც ექვემდებარება ზეწოლას ორი დგუში, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე.

სქემა ჰიდრავლიკური პრესის საფუძველი

ამ მექანიზმს აქვს მრავალი სამრეწველო გამოყენება, ერთ-ერთი მათგანია ისეთი მძიმე ტვირთის აწევა, როგორიცაა მანქანები.

წნევა განისაზღვრება როგორც:

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

სად:
ფ. სიდიდე ძალა გამოიყენება თითოეულ დგუშზე
A: პრესის თითოეული მხარის განივი ფართობი
P: ჰიდრავლიკური სითხის წნევა

პასკალის პრინციპის მიხედვით, სითხის შიგნით წნევა ყველა წერტილში ერთნაირია, ამიტომ:

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

ეს ურთიერთობა გულისხმობს, რომ წმინდა ძალა უფრო დიდ დგუშზე, როდესაც უფრო მცირე ძალა გამოიყენება პატარა დგუშზე, იქნება უფრო დიდი, რაც უფრო დიდია თანაფარდობა განყოფილებებს შორის. ამრიგად, თუ ოთხი პარამეტრიდან სამი გამოხატულება, ოთახის მიღება შესაძლებელია მარტივი გამწმენდით.

პრაქტიკული მაგალითი

რა იქნება ძალა 1 (F₁) სურათზე გამოსაყენებლად, ძალის 2 (F2) გენერირებისთვის არის 10000 N?. პატარა დგუში 1 აქვს რადიუსი 20 სმ, ხოლო დიდი დგუში 1 მ.

ურთიერთობიდან:

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

ასუფთავებს ფ₁ და შეცვალეთ განცხადების მონაცემები:

როგორც ხედავთ, პასკალის პრინციპი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჰიდრავლიკურ პრესაში, როდესაც ძალა F ამოქმედდება დგუშზე უმცირესი განყოფილებით A1.₁ წნევა, რომელიც წარმოიქმნება მასთან კონტაქტში მყოფ სითხეში, მთლიანად და თითქმის მყისიერად გადაეცემა დანარჩენ სითხეს. ამ გზით, თითოეული მონაკვეთის ფართობის და ერთ-ერთი ძალის ცოდნით, შეიძლება მიღებულ იქნას ძალის მნიშვნელობა მეორე ბოლოში.

კიდევ ერთი მაგალითი აპლიკაცია პასკალის პრინციპი ხსნის ჰიდრავლიკური მუხრუჭების მუშაობას, ვინაიდან ამ მოწყობილობაზე დადგმისას, ახორციელებს ძალას პედალზე, რომელიც თავის მხრივ გადაეცემა უფრო მცირე მონაკვეთის დგუშს, რომელიც სრიალებს შიგნით დგუში. ეს ძალა წარმოქმნის წნევას სამუხრუჭე სითხის შიგნით.