ما هو مبدأ باسكال؟
ا المبدأفيعيد الفصح هو قانون ميكانيكا الموائع ينص على أن الضغط المطبق على أ سائل في حالة توازن ثابت يتم توزيعها بالتساوي وبدون خسارة لجميع أجزائها ، بما في ذلك جدران الحاوية التي تحتوي عليها. أعلن هذا المبدأ العالم الفرنسي بليزباسكال.
يجب أن يكون فرق الضغط بين أي نقطتين من السائل في حالة توازن ثابت متساويًا.
نظرةأيضا:أساسيات الهيدروستاتيك
ضغط يتم تعريفه من خلال النسبة بين الخضوع ل التطبيقية و منطقة من التطبيق. يتم قياس هذا الحجم المادي في عيد الفصح (حرمان). وفقًا لمبدأ باسكال ، عند تطبيق القوة على نظام هيدروليكي ، كما هو الحال في التجميع من المكابس ، فإن الزيادة في الضغط على المكبس سوف تمارس بشكل موحد في جميع نقاط سائل.
أيضًا ، إذا كان السائل على اتصال بمكبس منطقة أخرى أكبر بعشر مراتستكون القوة التي تمارس عليه أكبر بعشر مرات من الذي يمارس على المكبس الأول. بهذه الطريقة ، فإن زيادة الضغط في كل من المكابس ستكون متساوية.
في الشكل أدناه ، يوجد مكبسان متصلان بسائل غير قابل للضغط في توازن ثابت. يشاهد:
وفقًا لمبدأ باسكال ، يتم توصيل الزيادة في الضغط الذي يمارس على المكبس الأول بشكل موحد في جميع أنحاء السائل.
عند تطبيق القوة1 حول المكبس 1 للمنطقة أ1، يتم الإبلاغ عن زيادة في الضغط في جميع أنحاء السائل. وهكذا ، كمنطقة أ2 من المكبس 2 أكبر من مساحة المكبس 1 ، يجب أن تكون القوة المبذولة على المكبس 2 أكبر نسبيًا بالنسبة إلى مناطقهم. لذلك ، يمكن كتابة مبدأ باسكال باستخدام المعادلة التالية:
نظرةأيضا:كيف تعمل الآلات الهيدروليكية؟
أدناه ، لدينا شكل يوضح تأثير مبدأ باسكال: عند ضغط مكبس المحقنة ، فإن السائل الموجود داخل المثانة المثقوبة يخضع لضغط متزايد بذلك متجانس:
ينتقل الضغط الذي يمارسه المكبس بالتساوي إلى جميع أجزاء السائل.
من المهم أيضًا معرفة أن القوة المؤثرة على الحاوية هي أبداعمودي على سطحه. لهذا السبب ، في الصورة أعلاه ، يتم طرد الماء بزاوية 90 درجة بالنسبة لانحناء المثانة.
نظرةأيضا: الأواني المستطرقة
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
جرب مبدأ باسكال
من الممكن إجراء عدة تجارب لملاحظة تأثير مبدأ باسكال على السوائل. يتكون أحدها من النفخ المستمر في أنبوب يتم إدخاله في زجاجة مغلقة ، حيث تحتوي على أنابيب مفتوحة ومن نفس القطر ، وتربط السائل بالداخل مع البيئة الخارجية. كلما زاد الهواء الذي يتم ضخه في الزجاجة ، زاد الضغط داخل الزجاجة ، وبالتالي ، زاد حجم عمود السائل المتكون في الأنابيب.
بغض النظر عن الاتجاه أو العمق الذي يتم فيه إدخال الطرف السفلي من هذه الأنابيب ، فإن يجب أن يصل السائل الموجود داخل كل منها إلى نفس الارتفاع ، حيث ستخضع جميعها لنفس الارتفاع الضغط.
من خلال هذه التجربة ، من الممكن تصور أن انتقال الضغط في السوائل يحدث بالتساوي في جميع الاتجاهات.
مبدأ ستيفن
ا المبدأفيستيفن، المعروف أيضًا باسم المبدأأساسييعطيهيدروستاتيكا ، يشرح الاعتماد بين الضغط الذي تمارسه السوائل في توازن ثابت وضغطه عمق: كلما زاد ارتفاع السائل ، زاد الضغط على جدران الحاوية.
ص - ضغط مطلق
ص0 - الضغط الجوي
د - كثافة السوائل
ز - الجاذبية المحلية
ح - عمق السائل
عندما نربط هذا القانون ب المبدأفيباسكال يمكننا أن نستنتج أن عمق السائل يحدد الضغط الذي يمارسه ، والذي يتوزع بالتساوي على طوله. أيضًا ، يجب أن تكون القوة التي يمارسها هذا السائل دائمًا عمودية على جدران الحاوية الخاصة بك.
يمكن ملاحظة هذه العلاقة بسهولة إذا اخترقنا زجاجة بلاستيكية مملوءة بالماء عند نقطتين على ارتفاعات مختلفة: في الثقوب السفلية ، بالقرب من قاعدة الزجاجة ، سيتم طرد الماء بعيدًا بسبب زيادة الضغط هيدروستاتيكي.
اقرأ أيضا:الهيدروستاتيك
تمارين على مبدأ باسكال
1) افترض ، في المخطط الموضح أدناه ، أن مساحة المكبس 1 هي 10 سم² ، وأن مساحة المكبس 2 هي 25 سم². إذا تم تطبيق قوة مقدارها 45 نيوتن على المكبس 1 ، فما القوة التي يُتوقع أن تؤثر على المكبس 2؟
القرار
لحل هذا النوع من التمرين ، من الضروري تطبيق مبدأ باسكال ، الوارد في الصيغة أدناه:
ينص مبدأ باسكال على أن الضغط ينتقل بشكل متجانس طوال طول لذلك ، يجب أن تكون الزيادة في الضغط على المكبس 1 مساوية للزيادة في الضغط على مكبس 2. بأخذ البيانات المقدمة في البيان ، سيكون لدينا الحساب التالي لحلها:
وفقًا للحسابات التي أجريناها ، من الممكن أن نرى أن النسبة بين القوى (112.5 نيوتن و 45 نيوتن) تساوي النسبة بين المساحتين (25 سم 2 و 10 سم 2) وهي 2.5. لذلك يمكننا القول ، وفقًا لمبدأ باسكال ، أن النسبة بين مناطق المكابس تساوي النسبة بين القوى المؤثرة عليها.
نظرةأيضا: تعلم كيفية القيام بحسابات الضغط
بي. رافائيل هيلربروك
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
هيلربروك ، رافائيل. "مبدأ باسكال" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. تم الوصول إليه في 28 يونيو 2021.
