Kas ir Paskāla princips un kā tas tiek definēts?

Evelīna Maitija Marina | jūl. 2022
Rūpniecības inženieris, fizikas maģistrs un EdD

Paskāla principu var pārbaudīt, izmantojot sfērisku apvalku, kas aprīkots ar virzuli un perforēts dažādos punktos, kā parādīts attēlā. Ja sfēra ir piepildīta ar šķidrumu un tad ar virzuli tiek izdarīts spiediens, var redzēt, ka šķidrums tiek izvadīts ar tādu pašu spiedienu un ātrumu cauri visiem caurumiem. Var pārbaudīt, vai izplūdes spiediens caur sprauslām ir vienāds, ja katrā izejā ir novietotas caurules un šķidrums katrā caurulē paceļas līdz tādam pašam augstumam.

Izdarot spiedienu uz virzuli, šķidruma augstums ir vienāds visās izplūdes atveru caurulēs.

Par Blēzu Paskālu viņš dzimis 1623. gada 19. jūnijā Klermonferānā, Francijā, un vēlāk kļuva par vienu no zinātniekiem, izcilākie un atzītākie teologi un filozofi, galvenokārt ar dažiem viņu ieguldījumiem, piemēram, Paskāla piramīdu, spiediens starptautiskajā sistēmā (Pascal: Pa), jeb princips, kas nes viņa uzvārdu "Pascal's Principle", un kas ir arī mūsdienās. pieteikties uz dizains presēm un hidrauliskajiem mehānismiem. Paskālu izglītoja viņa tēvs, kurš ieņēma ievērojamu amatu valsts sektorā. Jau no agras bērnības Paskāls sniedza nozīmīgu ieguldījumu dažādās jomās, piemēram, matemātikā, Statistika un šķidrumu mehānika. Vēlāk viņš arī iesaistījās šajā jomā Filozofija un teoloģiju.

hidrauliskā prese

Viens no reprezentatīviem un pašreizējiem lietojumiem, kas tieši saistīts ar Paskāla principu, ir redzams funkcionēšanu hidrauliskā prese, kas ir vienkārša mašīna, kas sastāv no divām dažādu zonu sekcijām, kuras pakļauj spiedienam ar diviem virzuļiem, kā parādīts attēlā.

Shēma hidrauliskās preses pamats

Šim mehānismam ir vairāki rūpnieciski pielietojumi, viens no tiem ir smagu kravu, piemēram, transportlīdzekļu, celšana.

Spiediens tiek definēts šādi:

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

Kur:
F. lielums spēks uzklāts uz katra virzuļa
A: katras preses šķērsgriezuma laukums
P: hidrauliskā šķidruma spiediens

Saskaņā ar Paskāla principu spiediens šķidruma iekšienē visos punktos ir vienāds, tāpēc:

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

Šī sakarība nozīmē, ka neto spēks uz lielāko virzuli, ja mazākam virzulim tiek pielikts mazāks spēks, būs lielāks, jo lielāka ir attiecība starp sekcijām. Tādējādi, ja trīs no četriem parametriem izteiksme, istabu var iegūt ar vienkāršu skaidru.

Praktisks piemērs

Kāds būs spēks 1 (F₁), kas jāpiemēro parādītajā attēlā, lai radītu spēku 2 (F2), ir 10 000 N?. Mazā virzuļa 1 rādiuss ir 20 cm, bet lielā virzuļa rādiuss ir 1 m.

No attiecībām:

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

notīra F₁ un aizstāt izziņas datus:

Kā redzams, Paskāla principu var pielietot hidrauliskajā presē, jo tad, kad spēks F tiek iedarbināts uz virzuli ar mazāko sekciju A1₁ spiediens, kas rodas šķidrumā, kas saskaras ar to, tiek pilnībā un gandrīz acumirklī pārnests uz pārējo šķidrumu. Tādā veidā, zinot katras sekcijas laukumu un vienu no spēkiem, var iegūt spēka vērtību otrā galā.

Vēl viens piemērs lietotne Paskāla princips izskaidro hidraulisko bremžu darbību, jo, uzkāpjot uz šīs ierīces, iedarbojas uz pedāli, kas savukārt tiek pārnests uz mazākas daļas virzuli, kas slīd pedāļa iekšpusē. virzulis. Šis spēks rada spiedienu bremžu šķidruma iekšpusē.