Czym jest zasada Pascala i jak jest zdefiniowana?

Evelyn Maitee Marin | Lip. 2022
Inżynier przemysłowy, magister fizyki i EdD

Zasadę Pascala można zweryfikować za pomocą kulistej skorupy wyposażonej w tłok i perforowanej w różnych punktach, jak pokazano na rysunku. Jeżeli kula jest wypełniona cieczą, a następnie wywierany jest nacisk tłoka, można zauważyć, że ciecz jest wyrzucana pod tym samym ciśnieniem i prędkość przez wszystkie dziury. Można sprawdzić, czy ciśnienie wylotowe przez kryzy jest takie samo, jeśli rurki są umieszczone na każdym wylocie, a ciecz w każdej rurce unosi się do tej samej wysokości.

Poprzez wywieranie nacisku na tłok wysokość płynu jest taka sama we wszystkich rurach portów wylotowych.

O Blaise Pascal urodził się 19 czerwca 1623 w Clermont Ferrand we Francji, a później został jednym z naukowców, najwybitniejszych i najbardziej uznanych teologów i filozofów, głównie za niektóre ich wkłady, takie jak piramida Pascala, jednostka presja w systemie międzynarodowym (Pascal: Pa), czyli zasada, która nosi jego nazwisko „Zasada Pascala”, a która do dziś jest ubiegać się o projekt pras i mechanizmów hydraulicznych. Pascal kształcił się u ojca, który zajmował znaczącą pozycję w sektorze publicznym. Od najmłodszych lat Pascal pozostawił znaczący wkład w różnych dziedzinach, takich jak matematyka, Statystyka i mechanika płynów. Później zapuścił się również w dziedzinie Filozofia i teologia.

prasa hydrauliczna

Jedno z reprezentatywnych i aktualnych zastosowań bezpośrednio związanych z zasadą Pascala można zobaczyć w: funkcjonowanie prasy hydraulicznej, która jest prostą maszyną składającą się z dwóch sekcji o różnych obszarach, które są poddawane naciskowi przez dwa tłoki, jak pokazano na rysunku.

Schemat podstawowa prasa hydrauliczna

Mechanizm ten ma wiele zastosowań przemysłowych, jednym z nich jest podnoszenie ciężkich ładunków, takich jak pojazdy.

Ciśnienie definiuje się jako:

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

Gdzie:
F. wielkość siła nakładany na każdy tłok
A: powierzchnia przekroju z każdej strony prasy
P: ciśnienie płynu hydraulicznego

Zgodnie z zasadą Pascala ciśnienie wewnątrz płynu jest takie samo we wszystkich punktach, dlatego:

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

Ta zależność implikuje, że siła wypadkowa działająca na większy tłok, gdy mniejsza siła jest przyłożona do mniejszego tłoka, będzie tym większa, im większy będzie stosunek między sekcjami. Tak więc, jeśli trzy z czterech parametrów wyrażenie, pokój można uzyskać przez proste jasne.

Praktyczny przykład

Jaka będzie siła 1 (F₁) do zastosowania na pokazanym rysunku, aby wygenerować siłę 2 (F2) wynosi 10 000 N?. Mały tłok 1 ma promień 20 cm, a duży tłok ma promień 1 m.

Z relacji:

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

czyści F₁ i zastąpić dane oświadczenia:

Jak widać, w prasie hydraulicznej można zastosować zasadę Pascala, ponieważ na tłok o najmniejszym przekroju A1 wywierana jest siła F₁ ciśnienie powstające w stykającej się z nią cieczy jest przenoszone całkowicie i prawie natychmiast na resztę cieczy. W ten sposób, znając pole powierzchni każdej sekcji i jednej z sił, można uzyskać wartość siły na drugim końcu.

Kolejny przykład aplikacja Zasada Pascala wyjaśnia działanie hamulców hydraulicznych, ponieważ wchodząc na to urządzenie, wywiera siłę na pedał, która z kolei jest przenoszona na tłok o mniejszej części, który ślizga się wewnątrz tłok. Ta siła wytwarza ciśnienie wewnątrz płynu hamulcowego.