パスカルの原理:それが何であるか、実験と運動

パスカルの原理は何ですか?

O 原理パスカル は、流体力学の法則であり、 体液 静的平衡状態では、それは、それが含まれているコンテナの壁を含むすべての部分に損失なく均等に分散されます。 この原則はフランスの科学者によって発表されました ブレイズパスカル。

圧力差
静的平衡状態にある流体の任意の2点間の圧力差は等しくなければなりません。

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圧力 との間の比率によって定義されます 適用され、 範囲 アプリケーションの。 この物理量はで測定されます パスカル (パン)。 パスカルの原理によると、アセンブリのように油圧システムに力を加えるとき ピストンの場合、ピストンへの圧力の増加は、 体液。

また、流体が別の領域のピストンと接触している場合 10倍大きい、彼にかかる力は 10倍大きい 最初のピストンにかかるものよりも。 このようにして、各ピストンの圧力上昇は等しくなります。

下の図では、静的平衡状態にある非圧縮性流体によって接続された2つのピストンがあります。 見る:

ピストン
パスカルの原理によれば、最初のピストンにかかる圧力の増加は、流体全体に均一に伝達されます。

力を加えるときF1 エリアAのピストン1について1、圧力の上昇は流体全体に伝達されます。 したがって、エリアAとして2 ピストン2の面積はピストン1の面積よりも大きく、ピストン2にかかる力はそれらの面積に比例して大きくなるはずです。 したがって、パスカルの原理は次の式を使用して記述できます。

パスカルの原理式

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以下に、パスカルの原理の効果を示す図があります。 注射器の場合、穿刺された膀胱内に含まれる液体は圧力が上昇するため、 同種の:

パスカルの原理の適用
ピストンによって加えられる圧力は、流体のすべての部分に均等に伝達されます。

コンテナにかかる力が これまで垂直 その表面に。 このため、上の画像では、膀胱の曲率に対して90°の角度で水が排出されています。

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パスカルの原理の実験

パスカルの原理が流体に及ぼす影響を観察するために、いくつかの実験を行うことができます。 それらの1つは、閉じたボトルに挿入されたパイプを連続的に吹き込むことで構成されます。パイプには、同じ直径の開いたチューブが含まれており、内部の流体と外部の環境を接続します。 ボトルに送り込まれる空気が多いほど、ボトル内の圧力が高くなるため、チューブ内に形成される液体の柱が大きくなります。

これらのチューブの下端が挿入される方向や深さに関係なく、 それらはすべて同じ対象となるため、それぞれの内部の液体は同じ高さに達する必要があります 圧力。

パスカルの原理実験
この実験を通して、流体内の圧力の伝達がすべての方向に等しく発生することを視覚化することが可能です。

ステビンの原理

O 原理ステビン、別名 原理ファンダメンタル与える静水圧、 静的平衡状態にある流体によって加えられる圧力とその圧力との間の依存性を説明します 深さ:液体の高さが高いほど、容器の壁にかかる圧力が大きくなります。

ステビンの定理

P –絶対圧
P0 - 大気圧
d –流体密度
g –局所重力
H –流体の深さ

この法律を 原理パスカル、 流体の深さが、流体が及ぼす圧力を決定し、流体の長さ全体に均等に分布していると結論付けることができます。 また、この流体によって加えられる力は、常にコンテナの壁に対して垂直でなければなりません。

この関係は、水で満たされたペットボトルを高さの異なる2点に突き刺すと簡単に観察できます。 ボトルの底に近い下の穴では、圧力の上昇により水がさらに排出されます 静水圧。

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パスカルの原理に関する演習

1)以下に示すスキームでは、ピストン1の面積が10cm²であり、ピストン2の面積が25cm²であると仮定します。 45 Nの力がピストン1に加えられた場合、ピストン2にどのような力が作用すると予想されますか?

ピストン-運動

解決

この種の運動を解決するには、パスカルの原理を適用する必要があります。これは、次の式で表されます。

パスカルの原理

パスカルの原理は、圧力が全長にわたって均一に伝達されると述べています。 したがって、流体の場合、ピストン1の圧力の増加は、ピストン1の圧力の増加と等しくなければなりません。 ピストン2。 ステートメントによって提供されたデータを使用して、解決する次の計算があります。

筋力の計算-運動

私たちが行った計算によると、力の比率(112.5Nと45N)は、領域の比率(25cm²と10cm²)に等しく、2.5であることがわかります。 したがって、パスカルの原理によれば、ピストンの面積の比率は、ピストンにかかる力の比率に等しいと言えます。

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私によって。ラファエル・ヘラーブロック

学校や学業でこのテキストを参照しますか? 見てください:

ヘラーブロック、ラファエル。 "パスカルの原理"; ブラジルの学校. で利用可能: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. 2021年6月28日にアクセス。

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