Hva er Pascals prinsipp, og hvordan defineres det?

Evelyn Maitee Marin | jul. 2022
Industriingeniør, MSc i fysikk og EdD

Pascals prinsipp kan verifiseres ved hjelp av et sfærisk skall utstyrt med et stempel og perforert på forskjellige punkter som vist på figuren. Hvis kulen er fylt med væske og deretter trykker stempelet, kan det ses at væsken drives ut med samme trykk og hastighet gjennom alle hullene. Det kan verifiseres at utløpstrykket gjennom åpningene er likt hvis det plasseres rør ved hvert utløp, og væsken stiger til samme høyde i hvert rør.

Ved å utøve trykk på stempelet, er høyden på væsken den samme i alle rørene til utløpsportene.

Om Blaise Pascal, han ble født 19. juni 1623 i Clermont Ferrand, Frankrike, og skulle senere bli en av forskerne, mest fremragende og anerkjente teologer og filosofer, hovedsakelig for noen av deres bidrag, som Pascals pyramide, enheten til press i det internasjonale systemet (Pascal: Pa), eller prinsippet som bærer hans etternavn "Pascal's Principle", og som selv i dag er søke om design av presser og hydrauliske mekanismer. Pascal ble utdannet av sin far, som hadde en fremtredende stilling i offentlig sektor. Fra en tidlig alder ga Pascal betydelige bidrag på forskjellige områder som matematikk, Statistikk og væskemekanikk. Senere våget han seg også inn i feltet av Filosofi og teologi.

hydraulisk presse

En av de representative og aktuelle søknadene som er direkte relatert til Pascals prinsipp kan sees i fungerer av en hydraulisk presse, som er en enkel maskin sammensatt av to seksjoner av forskjellige områder som utsettes for trykk av to stempler som vist på figuren.

Opplegg grunnleggende av en hydraulisk presse

Denne mekanismen har flere industrielle bruksområder, en av dem er å løfte tunge laster som kjøretøy.

Trykk er definert som:

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

Hvor:
F. størrelsen på styrke påføres på hvert stempel
A: tverrsnittsareal på hver side av pressen
P: hydraulikkvæsketrykk

I følge Pascals prinsipp er trykket inne i væsken det samme på alle punkter, derfor:

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

Dette forholdet innebærer at nettokraften på det større stempelet når en mindre kraft påføres det mindre stempelet vil være større jo større forholdet mellom seksjonene er. Således, hvis tre av de fire parameterne til uttrykk, kan rommet fås ved en enkel klar.

Praktisk eksempel

Hva blir kraften 1 (F₁) å påføre i figuren vist, å generere en kraft 2 (F2) er 10 000 N?. Det lille stempelet 1 har en radius på 20 cm og det store stempelet har en radius på 1 m.

Fra forholdet:

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

klarerer F₁ og erstatte dataene i erklæringen:

Som man kan se, kan Pascals prinsipp brukes i en hydraulisk presse, siden når en kraft F utøves på stempelet med den minste seksjonen A1₁ trykket som oppstår i væsken i kontakt med den, overføres fullstendig og nesten øyeblikkelig til resten av væsken. På denne måten, ved å kjenne arealet til hver seksjon og en av kreftene, kan verdien av kraften i den andre enden oppnås.

Et annet eksempel på app Pascals prinsipp forklarer driften av hydrauliske bremser, siden når du tråkker på denne enheten, utøver en kraft på pedalen, som igjen overføres til et stempel med mindre seksjon som glir inn i en stempel. Denne kraften genererer et trykk inne i bremsevæsken.