Законът на Паскал гласи: "Ако външното налягане се прилага към затворена система, налягането във всяка точка на течността ще се увеличи пропорционално на приложеното външно налягане."
Виждали ли сте някога, когато сервиз сменя гуми? Ако е така, със сигурност ще видите, че автомобилът или дори камионът се вдигат първо с помощта на малък инструмент, наречен крик.
Разбира се възниква въпросът как крик може да повдигне кола, която тежи дори хиляди пъти от крика.
Отговорът на този въпрос се обяснява със закон, наречен закон на Паскал. За повече подробности, нека разгледаме по-нататък закона на Паскал заедно с пример за проблема.
Разбиране на закона на Паскал
През 16 век философ и учен на име Блез Паскал измисля закон, наречен Закон на Паскал. Този закон гласи:
„Ако към затворена система се приложи външно налягане, налягането във всяка точка на течността ще се увеличи пропорционално на приложеното отвън налягане.“
Основната наука на този закон е налягането, където налягането, приложено към флуида със затворена система, ще бъде равно на налягането, излизащо от системата.
Благодарение на него тогава започнаха да се появяват иновации, особено за решаване на проблема с вдигането на тежък товар. Примери за това са крикове, помпи и хидравлични системи при спиране.
Формула
Преди да преминем към уравненията или формулите на закона на Паскал, трябва да научим основната наука, а именно налягането. Определението за налягане като цяло е ефектът или силата, действаща върху повърхността. Общата формула за уравнението е:
P = F / A
Където :
P е налягане (Pa)
F е силата (N)
A е ефективната повърхност (m2)
Математическото уравнение на закона на Паскал е много просто, когато:
Прочетете също: Бактериална структура, функции и снимки [ПЪЛНО]Enter = Изход
Със снимката по-горе уравнението на закона на Паскал може да бъде записано като:
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
С:
P1: налягане на входа (Pa)
P2: изходно налягане (Pa)
F1: приложена сила (N)
F2: произведена сила (N)
A1: приложена сила на действие (m2)
A2: получена площ (m2)
Освен това има друг термин, използван при прилагането на закона на Паскал, който се нарича механично предимство. По принцип механичното предимство е съотношението между силата, която една система може да произведе, и силата, която трябва да се приложи. Математически механичното предимство може да бъде записано:
механично предимство = F2 / F1
Както в примера на хидравличен повдигач на автомобила, течността в системата винаги ще има същия обем.
Следователно уравнението за закона на Паскал може да бъде записано и като съотношение на обема навътре и навън, което:
V1 = V2
или може да се напише като
A1.h1 = A2.h2
Където :
V1 = натиснат обем
V2 = изходящ обем
A1 = площ на входния участък
A2 = изходна площ на секцията
h1 = дълбочина на входящия участък
h2 = височина на изходния участък
Пример за проблеми
По-долу са дадени някои примери и обсъждане на проблеми с прилагането на закона на Паскал, за да можете да разберете по-лесно.
Пример 1
Хидравличен лост се използва за повдигане на товар от 1 тон. Ако съотношението между площта на напречното сечение е 1: 200, тогава каква е минималната сила, която трябва да се приложи към хидравличния лост?
Отговор:
A1 / A2 = 1: 200
m = 1000 kg, след това W = m. g = 1000. 10 = 10000 N
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / F2 = A1 / A2
F1 / 10000 = 1/200
F1 = 50N
Така че силата, която системата трябва да направи, е 50N
Пример 2
Механичното предимство на хидравличния лост има стойност 20. Ако човек иска да вдигне кола с тегло 879 кг, каква сила трябва да направи системата?
Отговор:
m = 879kg, след това W = mg = 879. 10 = 8790 N
механично усилване = 20
F2 / F1 = 20
8790 / F1 = 20
F1 = 439,5 N
така че силата, упражнявана върху лоста, е 439,5 N
Прочетете също: 1 година колко седмици? (Години до седмици) Ето отговораПример 3
Хидравличен лост има диаметър на входящото бутало 14 см и диаметър на изхода 42 см. Ако буталото се спусне на дълбочина 10 см, каква е височината на буталото, което се повдига?
Отговор:
Буталото има кръгла повърхност, така че площта му е
A1 = π. r12 = 22/7. (14/2) 2 = 154 cm2
A2 = π. r22 = 22/7. (42/2) 2 = 1386 см2
h1 = 10 cm
тогава
А1. h1 = A2. h2
154. 10 = 1386. h2
h2 = 1540/1386
h2 = 1,11 cm
Така повдигнатото бутало е високо 1,11 см
Пример 4
Компресор с маркуч, прикрепен към крана, има диаметър 14 мм. Ако в края на маркуча е монтиран пулверизатор с дюза 0,42 мм и когато компресорът е включен, налягането се измерва при 10 бара. Определете количеството сила на изпускане на въздуха, която излиза от дюзата, ако налягането на компресора не намалява.
Отговор :
Маркучите и отворите имат кръгло напречно сечение
Тогава площта на повърхността на отвора е
A2 = π. r22 = 22/7. (1,4 / 2) 2 = 1,54 mm2
"Не забравяйте, че законът на Паскал обяснява, че налягането вътре е равно на налягането навън."
Така че изходящите военновъздушни сили са:
P = F / A
F = P. A
F = 10 бара. 1,54 mm2
сменете единичната лента на паскал и mm2 на m2
тогава
F = 106 Pa. 1,54 х 10-6 м2
F = 1,54 N
Така че силата на вятъра, която излиза, е 1,54 N
По този начин дискусията за закона на Паскал, надяваме се, че може да бъде полезна за вас.
