Wat is het principe van Pascal en hoe wordt het gedefinieerd?

Evelyn Maitee Marin | juli. 2022
Industrieel ingenieur, MSc in natuurkunde en EdD

Het principe van Pascal kan worden geverifieerd met behulp van een bolvormige schaal voorzien van een zuiger en op verschillende punten geperforeerd, zoals weergegeven in de afbeelding. Als de bol is gevuld met een vloeistof en er wordt druk uitgeoefend door de plunjer, dan is te zien dat de vloeistof met dezelfde druk wordt uitgedreven en snelheid door alle gaten. Er kan worden geverifieerd dat de uitlaatdruk door de openingen hetzelfde is als bij elke uitlaat buizen worden geplaatst en de vloeistof in elke buis tot dezelfde hoogte stijgt.

Door druk uit te oefenen op de plunjer is de hoogte van de vloeistof in alle buizen van de uitlaatpoorten gelijk.

Over Blaise Pascal, hij werd geboren op 19 juni 1623 in Clermont Ferrand, Frankrijk, en zou later een van de wetenschappers worden, meest vooraanstaande en erkende theologen en filosofen, voornamelijk voor sommige van hun bijdragen, zoals de piramide van Pascal, de eenheid van druk in het internationale systeem (Pascal: Pa), of het principe dat zijn achternaam "Pascal's Principle" draagt, en dat zelfs vandaag nog solliciteer voor de ontwerp van persen en hydraulische mechanismen. Pascal werd opgeleid door zijn vader, die een vooraanstaande positie bekleedde in de publieke sector. Van jongs af aan heeft Pascal belangrijke bijdragen nagelaten op verschillende gebieden zoals wiskunde, Statistieken en vloeistofmechanica. Later waagde hij zich ook op het gebied van Filosofie en theologie.

hydraulische pers

Een van de representatieve en actuele toepassingen die direct verband houden met het principe van Pascal is te zien in de: functioneren van een hydraulische pers, een eenvoudige machine die bestaat uit twee secties van verschillende gebieden die worden onderworpen aan druk door twee zuigers, zoals weergegeven in de afbeelding.

Schema basis van een hydraulische pers

Dit mechanisme kent meerdere industriële toepassingen, waaronder het heffen van zware lasten zoals voertuigen.

Druk wordt gedefinieerd als:

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

Waar:
F. omvang van de kracht toegepast op elke plunjer
A: dwarsdoorsnede van elke kant van de pers
P: hydraulische vloeistofdruk

Volgens het principe van Pascal is de druk in de vloeistof overal gelijk, dus:

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

Deze relatie houdt in dat de netto kracht op de grotere zuiger wanneer een kleinere kracht wordt uitgeoefend op de kleinere zuiger groter zal zijn naarmate de verhouding tussen de secties groter is. Dus als drie van de vier parameters van de uitdrukking, kan de kamer worden verkregen door een eenvoudige duidelijk.

praktijkvoorbeeld

Wat zal de kracht 1 zijn (F₁) toe te passen in de getoonde figuur, om een ​​kracht op te wekken 2 (F2) is 10.000 N?. De kleine zuiger 1 heeft een straal van 20 cm en de grote zuiger heeft een straal van 1 m.

Uit de relatie:

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

wist F₁ en vervang de gegevens van de verklaring:

Zoals te zien is, kan het principe van Pascal worden toegepast in een hydraulische pers, aangezien wanneer een kracht F wordt uitgeoefend op de zuiger met de kleinste sectie A1₁ de druk die ontstaat in de vloeistof die ermee in contact komt, wordt volledig en bijna onmiddellijk overgebracht op de rest van de vloeistof. Op deze manier, wetende het gebied van elke sectie en een van de krachten, kan de waarde van de kracht aan het andere uiteinde worden verkregen.

Een ander voorbeeld van app Het principe van Pascal verklaart de werking van hydraulische remmen, aangezien bij het betreden van dit apparaat, oefent een kracht uit op het pedaal, die op zijn beurt wordt overgebracht op een kleinere zuiger die naar binnen schuift zuiger. Deze kracht genereert een druk in de remvloeistof.