מהו העיקרון של פסקל?
או עִקָרוֹןבפסחאל הוא חוק מכניקת נוזלים הקובע כי הלחץ המופעל על א נוֹזֵל בשיווי משקל סטטי הוא מופץ באופן שווה וללא אובדן לכל חלקיו, כולל קירות המכולה שבה הוא נמצא. עקרון זה הוחלט על ידי המדען הצרפתי בלייזפסקל.
הפרש הלחץ בין שתי נקודות של נוזל בשיווי משקל סטטי חייב להיות שווה.
תראהגַם:יסודות ההידרוסטטיקה
לַחַץ מוגדר על ידי היחס בין כוח הוחל וה אֵזוֹר של הבקשה. גודל פיזי זה נמדד ב פסחאל (מחבת). על פי העיקרון של פסקל, בעת הפעלת כוח על מערכת הידראולית, כמו במכלול בוכנות, גידול הלחץ על הבוכנה יופעל באופן אחיד בכל נקודות ה נוֹזֵל.
כמו כן, אם הנוזל נמצא במגע עם בוכנה אזורית אחרת פי 10 יותר גדול, הכוח שיופעל עליו יהיה פי 10 יותר גדול מזה שהופעל על הבוכנה הראשונה. באופן זה, עליית הלחץ בכל אחת מהבוכנות תהיה שווה.
באיור שלהלן, ישנם שני בוכנות המחוברות באמצעות נוזל שאינו נדחס בשיווי משקל סטטי. שעון:
על פי העיקרון של פסקל, עליית הלחץ המופעלת על הבוכנה הראשונה מועברת באופן אחיד בכל הנוזל.
בעת הפעלת כוח F1 על בוכנה 1 של אזור A.1, עלייה בלחץ מועברת בכל הנוזל. לפיכך, כאזור A2 של בוכנה 2 גדול משטח בוכנה 1, הכוח שמופעל על בוכנה 2 צריך להיות גדול יותר באופן יחסי ביחס לשטחים שלהם. לכן ניתן לכתוב את העיקרון של פסקל באמצעות המשוואה הבאה:
תראהגַם:כיצד פועלות מכונות הידראוליות?
להלן, יש לנו איור שמראה את ההשפעה של עקרון פסקל: בעת דחיסת הבוכנה של ה- המזרק, הנוזל הכלול בתוך השלפוחית המנוקבת נתון ללחץ מוגבר כך הוֹמוֹגֵנִי:
הלחץ המופעל על ידי הבוכנה מועבר באופן שווה לכל חלקי הנוזל.
חשוב גם לדעת שהכוח המופעל על המכולה הוא אֵיִ פַּעַםאֲנָכִי אל פני השטח שלו. מסיבה זו, בתמונה לעיל, המים נגרמים בזווית של 90 מעלות ביחס לעיקול שלפוחית השתן.
תראהגַם: ספינות תקשורת
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
התנסו בעקרון פסקל
ניתן לבצע מספר ניסויים בכדי לבחון את השפעת עקרון פסקל על נוזלים. אחד מהם מורכב מנשיפה מתמשכת בצינור המוחדר בבקבוק סגור, ובו הם מכילים צינורות פתוחים וקוטר זהה, ומחבר את הנוזל שבתוכו עם הסביבה החיצונית. ככל שנשאב אוויר רב יותר לבקבוק, כך הלחץ בתוך הבקבוק גדול יותר, ולכן עמוד הנוזל שנוצר בצינורות גדול יותר.
ללא קשר לכיוון או לעומק בו מוחדר הקצה התחתון של צינורות אלו, נוזלים בתוך כל אחד מהם צריכים להגיע לאותו גובה, מכיוון שכולם יהיו כפופים לאותו הגובה לַחַץ.
באמצעות ניסוי זה ניתן לדמיין כי העברת הלחץ בנוזלים מתרחשת באופן שווה לכל הכיוונים.
עיקרון של סטווין
או עִקָרוֹןבסטווין, הידוע גם בשם עִקָרוֹןבסיסינותןהידרוסטטיקה, מסביר את התלות בין הלחץ שמפעילים נוזלים בשיווי משקל סטטי לבין זה עוֹמֶק: ככל שגובה הנוזל גדול יותר, כך הלחץ המופעל על קירות המכל שלו גדול יותר.
פ - לחץ אבסולוטי
פ0 - לחץ אטמוספרי
ד - צפיפות נוזלים
ז - כוח משיכה מקומי
ה - עומק נוזלים
כאשר אנו מתייחסים לחוק זה ל עִקָרוֹןבפסקל, אנו יכולים להסיק שעומק הנוזל קובע את הלחץ שהוא מפעיל, המתפזר באופן שווה לכל אורכו. כמו כן, הכוח שמפעיל נוזל זה חייב להיות תמיד בניצב לדפנות המכולה שלך.
קשר זה נצפה בקלות אם ננקב בקבוק פלסטיק מלא במים בשתי נקודות בגבהים שונים: בחורים התחתונים, קרוב יותר לבסיס הבקבוק, המים יגורשו רחוק יותר בגלל עליית הלחץ הידרוסטטי.
קרא גם:הידרוסטטיקה
תרגילים על העיקרון של פסקל
1) נניח שבתכנית המוצגת להלן, שטח הבוכנה 1 הוא 10 ס"מ, והבוכנה 2 הוא 25 ס"מ. אם מופעל על בוכנה 1 כוח של 45 N, איזה כוח צפוי לפעול על בוכנה 2?
פתרון הבעיה
כדי לפתור סוג זה של תרגילים, יש ליישם את העיקרון של פסקל, המוצג בנוסחה שלהלן:
העיקרון של פסקל קובע כי לחץ מועבר בצורה הומוגנית לכל אורכו לפיכך, עליית הלחץ על בוכנה 1 חייבת להיות שווה לעליית הלחץ על בוכנה 2. אם ניקח את הנתונים המסופקים על ידי ההצהרה, יהיה לנו את החישוב הבא לפתור:
על פי החישוב שערכנו ניתן לראות כי היחס בין הכוחות (112.5 N ו- 45 N) שווה ליחס בין השטחים (25 ס"מ ו- 10 ס"מ) והוא 2.5. לכן, אנו יכולים לומר שעל פי העיקרון של פסקל היחס בין אזורי הבוכנות שווה ליחס בין הכוחות המופעלים עליהם.
תראהגַם: למד לעשות חישובי לחץ
על ידי רפאל הלרברוק
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
הלרברוק, רפאל. "העיקרון של פסקל"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
