Ποια είναι η αρχή του Pascal;
Ο αρχήσεπασχάλινος είναι ένας νόμος της μηχανικής ρευστών που δηλώνει ότι η πίεση που εφαρμόζεται σε ένα υγρό Σε στατική ισορροπία κατανέμεται ομοιόμορφα και χωρίς απώλεια σε όλα τα μέρη του, συμπεριλαμβανομένων των τοιχωμάτων του δοχείου στο οποίο περιέχεται. Αυτή η αρχή διατυπώθηκε από τον Γάλλο επιστήμονα BlaiseΠασκάλ.
Η διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο σημείων ενός ρευστού σε στατική ισορροπία πρέπει να είναι ίση.
Κοίταεπίσης:Βασικές αρχές της υδροστατικής
Πίεση ορίζεται από την αναλογία μεταξύ του δύναμη εφαρμόζεται και το περιοχή της εφαρμογής. Αυτό το φυσικό μέγεθος μετράται σε πασχάλινος (Τηγάνι). Σύμφωνα με την αρχή του Pascal, όταν ασκείτε δύναμη σε ένα υδραυλικό σύστημα, όπως σε ένα συγκρότημα των εμβόλων, η αύξηση της πίεσης στο έμβολο θα ασκείται ομοιόμορφα σε όλα τα σημεία του υγρό.
Επίσης, εάν το υγρό έρχεται σε επαφή με άλλο έμβολο περιοχής 10 φορές μεγαλύτερο, η δύναμη που ασκείται σε αυτόν θα είναι 10 φορές μεγαλύτερο από αυτό που ασκήθηκε στο πρώτο έμβολο. Με αυτόν τον τρόπο, η αύξηση της πίεσης σε κάθε έμβολο θα είναι ίση.
Στο παρακάτω σχήμα, υπάρχουν δύο έμβολα συνδεδεμένα με ένα ασυμπίεστο ρευστό σε στατική ισορροπία. Παρακολουθώ:
Σύμφωνα με την αρχή του Pascal, η αύξηση της πίεσης που ασκείται στο πρώτο έμβολο κοινοποιείται ομοιόμορφα σε όλο το ρευστό.
Κατά την εφαρμογή μιας δύναμης F1 για το έμβολο 1 της περιοχής Α1, μια αύξηση της πίεσης κοινοποιείται σε όλο το ρευστό. Έτσι, ως περιοχή Α2 του εμβόλου 2 είναι μεγαλύτερη από την περιοχή του εμβόλου 1, η δύναμη που ασκείται στο έμβολο 2 πρέπει να είναι αναλογικά μεγαλύτερη σε σχέση με τις περιοχές τους. Επομένως, η αρχή του Pascal μπορεί να γραφτεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
Κοίταεπίσης:Πώς λειτουργούν τα υδραυλικά μηχανήματα;
Παρακάτω, έχουμε μια εικόνα που δείχνει το αποτέλεσμα της αρχής Pascal: κατά τη συμπίεση του εμβόλου του σύριγγα, το υγρό που περιέχεται στην τρυπημένη ουροδόχο κύστη υπόκειται σε αυξημένη πίεση ομοιογενής:
Η πίεση που ασκείται από το έμβολο μεταδίδεται εξίσου σε όλα τα μέρη του υγρού.
Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε ότι η δύναμη που ασκείται στο δοχείο είναι πάντακάθετος στην επιφάνειά του. Για το λόγο αυτό, στην παραπάνω εικόνα, το νερό αποβάλλεται υπό γωνία 90º σε σχέση με την καμπυλότητα της κύστης.
Κοίταεπίσης: Επικοινωνία πλοίων
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Πειραματιστείτε για την Αρχή του Pascal
Είναι δυνατόν να διεξαχθούν αρκετά πειράματα για να παρατηρηθεί η επίδραση της αρχής του Pascal στα υγρά. Ένα από αυτά συνίσταται στο να φυσά συνεχώς σε σωλήνα που εισάγεται σε κλειστή φιάλη, στον οποίο περιέχουν ανοιχτούς σωλήνες και της ίδιας διαμέτρου, που συνδέουν το υγρό μέσα με το εξωτερικό περιβάλλον. Όσο περισσότερος αέρας αντλείται μέσα στη φιάλη, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση μέσα στη φιάλη, επομένως, τόσο μεγαλύτερη είναι η στήλη του υγρού που σχηματίζεται στους σωλήνες.
Ανεξάρτητα από την κατεύθυνση ή το βάθος στο οποίο εισάγεται το κάτω άκρο αυτών των σωλήνων, το υγρό μέσα σε κάθε ένα από αυτά πρέπει να φτάσει στο ίδιο ύψος, καθώς όλα θα υπόκεινται στο ίδιο πίεση.
Μέσω αυτού του πειράματος, είναι δυνατόν να φανταστεί κανείς ότι η μετάδοση πίεσης σε υγρά συμβαίνει εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.
αρχή του stevin
Ο αρχήσεΣτέβιν, επίσης γνωστό ως το αρχήθεμελιώδηςδίνειΥδροστατική, εξηγεί την εξάρτηση μεταξύ της πίεσης που ασκείται από τα υγρά στη στατική ισορροπία και της βάθος: Όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος ενός υγρού, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση που ασκείται στα τοιχώματα του δοχείου του.
Π - απόλυτη πίεση
Π0 - ατμοσφαιρική πίεση
ρε - πυκνότητα υγρού
σολ - τοπική βαρύτητα
Η - βάθος υγρού
Όταν συσχετίζουμε αυτόν τον νόμο με το αρχήσεΠασκάλ, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το βάθος ενός υγρού καθορίζει την πίεση που ασκεί, η οποία κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το μήκος του. Επίσης, η δύναμη που ασκείται από αυτό το υγρό πρέπει να είναι πάντα κάθετη στα τοιχώματα του δοχείου σας.
Αυτή η σχέση παρατηρείται εύκολα αν τρυπήσουμε ένα πλαστικό μπουκάλι γεμάτο με νερό σε δύο σημεία διαφορετικών υψών: Στις χαμηλότερες τρύπες, πιο κοντά στη βάση της φιάλης, το νερό θα αποβληθεί μακρύτερα λόγω της αύξησης της πίεσης υδροστατικός.
Διαβάστε επίσης:Υδροστατική
Ασκήσεις στην Αρχή του Pascal
1) Ας υποθέσουμε ότι, στο σχήμα που φαίνεται παρακάτω, η περιοχή του εμβόλου 1 είναι 10 cm² και η περιοχή του εμβόλου 2 είναι 25 cm². Εάν εφαρμόζεται δύναμη 45 Ν στο έμβολο 1, ποια δύναμη αναμένεται να δράσει στο έμβολο 2;
Ανάλυση
Για να λύσετε αυτόν τον τύπο άσκησης, είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε την αρχή του Pascal, η οποία παρουσιάζεται στον παρακάτω τύπο:
Η αρχή του Pascal δηλώνει ότι η πίεση μεταδίδεται ομοιογενώς σε όλο το μήκος του υγρό, επομένως, η αύξηση της πίεσης στο έμβολο 1 πρέπει να είναι ίση με την αύξηση της πίεσης στο έμβολο 2. Λαμβάνοντας τα δεδομένα που παρέχονται από τη δήλωση, θα έχουμε τον ακόλουθο υπολογισμό για επίλυση:
Σύμφωνα με τον υπολογισμό που κάναμε, είναι δυνατόν να δούμε ότι η αναλογία μεταξύ των δυνάμεων (112,5 N και 45 N) είναι ίση με την αναλογία μεταξύ των περιοχών (25 cm² και 10 cm²) και είναι 2,5. Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι, σύμφωνα με την αρχή του Pascal, η αναλογία μεταξύ των εμβαδών των εμβόλων είναι ίση με την αναλογία μεταξύ των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτά.
Κοίταεπίσης: Μάθετε να κάνετε υπολογισμούς πίεσης
Από εμένα, Rafael Helerbrock
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Αρχή του Pascal". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. Πρόσβαση στις 28 Ιουνίου 2021.
