Jaka jest zasada Pascala?
O zasadawpaschalny to prawo mechaniki płynów, które mówi, że ciśnienie przyłożone do a płyn w stanie równowagi statycznej rozkłada się równomiernie i bez strat na wszystkie jego części, w tym na ścianki pojemnika, w którym się znajduje. Ta zasada została ogłoszona przez francuskiego naukowca BlaisePascala.
Różnica ciśnień między dowolnymi dwoma punktami płynu w równowadze statycznej musi być równa.
Popatrzrównież:Podstawy hydrostatyki
Nacisk jest określony przez stosunek między siła zastosowane i powierzchnia aplikacji. Ta wielkość fizyczna jest mierzona w paschalny (Patelnia). Zgodnie z zasadą Pascala, przykładając siłę do układu hydraulicznego, jak w zespole tłoków, wzrost ciśnienia na tłok będzie wywierany równomiernie we wszystkich punktach płyn.
Ponadto, jeśli płyn styka się z tłokiem w innym obszarze 10 razy większy, siła wywierana na niego będzie 10 razy większy niż ten wywierany na pierwszy tłok. W ten sposób wzrost ciśnienia w każdym z tłoków będzie równy.
Na poniższym rysunku znajdują się dwa tłoki połączone nieściśliwym płynem w równowadze statycznej. Zegarek:
Zgodnie z zasadą Pascala wzrost ciśnienia wywierany na pierwszy tłok jest równomiernie rozprowadzany w płynie.
Podczas przykładania siły F1 o tłoku 1 o powierzchni A1, wzrost ciśnienia jest komunikowany w całym płynie. Tak więc, jak obszar A2 tłoka 2 jest większa niż powierzchnia tłoka 1, siła wywierana na tłok 2 powinna być proporcjonalnie większa w stosunku do ich powierzchni. Dlatego zasadę Pascala można zapisać za pomocą następującego równania:
Popatrzrównież:Jak działają maszyny hydrauliczne?
Poniżej mamy rysunek, który pokazuje działanie zasady Pascala: podczas ściskania tłoka strzykawki, płyn zawarty w przekłutym pęcherzu jest poddawany zwiększonemu ciśnieniu, jednorodny:
Ciśnienie wywierane przez tłok jest przenoszone równomiernie na wszystkie części płynu.
Ważne jest również, aby wiedzieć, że siła wywierana na pojemnik jest: zawszeprostopadły na jego powierzchnię. Z tego powodu na powyższym obrazku woda jest wyrzucana pod kątem 90º w stosunku do krzywizny pęcherza.
Popatrzrównież: Statki komunikujące się
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Eksperyment na zasadzie Pascala
Możliwe jest przeprowadzenie kilku eksperymentów, aby zaobserwować wpływ zasady Pascala na płyny. Jedna z nich polega na wdmuchiwaniu w sposób ciągły w rurze umieszczonej w zamkniętej butelce, w której znajdują się otwarte rurki o tej samej średnicy, łączące płyn wewnątrz ze środowiskiem zewnętrznym. Im więcej powietrza wpompuje się do butelki, tym większe ciśnienie wewnątrz butelki, a zatem tym większa kolumna cieczy utworzona w rurkach.
Bez względu na kierunek lub głębokość, w którą wsuwany jest dolny koniec tych rur, płyn w każdym z nich powinien osiągnąć tę samą wysokość, ponieważ wszystkie będą podlegały tej samej nacisk.
Dzięki temu doświadczeniu można zwizualizować, że przenoszenie ciśnienia w płynach zachodzi jednakowo we wszystkich kierunkach.
zasada stevina
O zasadawstewina, znany również jako zasadafundamentalnydajeHydrostatyka, wyjaśnia zależność między ciśnieniem wywieranym przez płyny w stanie równowagi statycznej a jego głębokość: Im większa wysokość cieczy, tym większe ciśnienie wywierane na ścianki pojemnika.
P – ciśnienie bezwzględne
P0 - ciśnienie atmosferyczne
re – gęstość płynu
sol – grawitacja lokalna
H – głębokość płynu
Kiedy odniesiemy to prawo do zasadawPascala, możemy stwierdzić, że głębokość płynu determinuje wywierane przez niego ciśnienie, które jest równomiernie rozłożone na całej jego długości. Ponadto siła wywierana przez ten płyn musi być zawsze prostopadła do ścian pojemnika.
Zależność tę łatwo zaobserwować, jeśli przebijemy plastikową butelkę wypełnioną wodą w dwóch punktach o różnej wysokości: w dolnych otworach, bliżej dna butelki, woda będzie wyrzucana dalej ze względu na wzrost ciśnienia hydrostatyczny.
Przeczytaj też:Hydrostatyka
Ćwiczenia z zasady Pascala
1) Załóżmy, że na poniższym schemacie powierzchnia tłoka 1 wynosi 10 cm², a tłoka 2 25 cm². Jeżeli na tłok 1 zostanie przyłożona siła 45 N, jaka siła powinna działać na tłok 2?
Rozkład
Do rozwiązania tego typu ćwiczeń konieczne jest zastosowanie zasady Pascala, którą przedstawia poniższy wzór:
Zasada Pascala mówi, że ciśnienie jest przenoszone jednorodnie na całej długości płyn, dlatego wzrost ciśnienia na tłoku 1 musi być równy wzrostowi ciśnienia na tłok 2. Biorąc pod uwagę dane zawarte w oświadczeniu, będziemy mieli do rozwiązania następujące obliczenia:
Zgodnie z obliczeniami, które wykonaliśmy, można zauważyć, że stosunek sił (112,5 N i 45 N) jest równy stosunkowi powierzchni (25 cm² i 10 cm²) i wynosi 2,5. Można więc powiedzieć, że zgodnie z zasadą Pascala stosunek pól powierzchni tłoków jest równy stosunkowi wywieranych na nie sił.
Popatrzrównież: Naucz się wykonywać obliczenia ciśnienia
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
HELERBROCK, Rafael. „Zasada Pascala”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. Dostęp 28 czerwca 2021 r.
