หลักการของ Pascal คืออะไร?
โอ หลักการในปาสคาล เป็นกฎของกลศาสตร์ของไหลที่ระบุว่าความดันที่ใช้กับ a ของเหลว ในสภาวะสมดุลสถิตจะกระจายอย่างเท่าเทียมกันและไม่สูญเสียไปยังทุกส่วนรวมถึงผนังของภาชนะที่บรรจุอยู่ หลักการนี้ประกาศโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส French แบลสปาสกาล
ความแตกต่างของแรงดันระหว่างจุดสองจุดใดๆ ของของไหลในสภาวะสมดุลสถิตต้องเท่ากัน
ดูยัง:พื้นฐานของอุทกสถิต
ความดัน ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่าง ความแข็งแกร่ง นำไปใช้และ พื้นที่ ของแอปพลิเคชัน ขนาดทางกายภาพนี้วัดเป็น ปาสคาล (ปาน). ตามหลักการของ Pascal เมื่อใช้แรงกับระบบไฮดรอลิกเหมือนในการประกอบ ของลูกสูบ การเพิ่มความดันบนลูกสูบจะกระทำอย่างสม่ำเสมอทุกจุดของ ของเหลว
นอกจากนี้ หากของเหลวสัมผัสกับลูกสูบบริเวณอื่น ใหญ่ขึ้น 10 เท่าพลังที่กระทำต่อเขาจะเป็น ใหญ่ขึ้น 10 เท่า มากกว่าลูกสูบอันแรก ด้วยวิธีนี้ แรงดันที่เพิ่มขึ้นในแต่ละลูกสูบจะเท่ากัน
ในรูปด้านล่าง มีลูกสูบสองตัวเชื่อมต่อกันด้วยของไหลที่ไม่สามารถบีบอัดได้ในสภาวะสมดุลสถิต ดู:
ตามหลักการของ Pascal ความดันที่เพิ่มขึ้นที่กระทำกับลูกสูบตัวแรกจะสื่อสารกันอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งของเหลว
เมื่อใช้แรง F
1 เกี่ยวกับลูกสูบ 1 ของพื้นที่ A1, ความดันที่เพิ่มขึ้นจะสื่อสารไปทั่วของไหล ดังนั้น เนื่องจากพื้นที่ A2 ของลูกสูบ 2 มากกว่าพื้นที่ลูกสูบ 1 แรงที่กระทำกับลูกสูบ 2 ควรมากกว่าตามสัดส่วนเมื่อเทียบกับพื้นที่ของลูกสูบ ดังนั้น หลักการของ Pascal สามารถเขียนได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
ดูยัง:เครื่องไฮโดรลิกทำงานอย่างไร?
ด้านล่างมีภาพที่แสดงผลของหลักการปาสกาล: เมื่อบีบอัดลูกสูบของ กระบอกฉีดยา ของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในกระเพาะปัสสาวะที่เจาะทะลุอาจมีแรงดันเพิ่มขึ้น ดังนั้น เป็นเนื้อเดียวกัน:
ความดันที่ใช้โดยลูกสูบจะถูกส่งไปยังทุกส่วนของของเหลวอย่างเท่าเทียมกัน
สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าแรงที่กระทำต่อภาชนะคือ เคยตั้งฉาก สู่ผิวของมัน ด้วยเหตุนี้ ในภาพด้านบน น้ำจึงถูกขับออกจากที่มุม 90º ซึ่งสัมพันธ์กับความโค้งของกระเพาะปัสสาวะ
ดูยัง: เรือสื่อสาร
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ทดลองหลักการปาสกาล
เป็นไปได้ที่จะทำการทดลองหลายครั้งเพื่อสังเกตผลของหลักการของปาสกาลต่อของเหลว หนึ่งในนั้นประกอบด้วยการเป่าอย่างต่อเนื่องในท่อที่ใส่ในขวดปิดซึ่งมีท่อเปิดและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันซึ่งเชื่อมต่อของเหลวภายในกับสภาพแวดล้อมภายนอก ยิ่งอากาศถูกสูบเข้าไปในขวดมากเท่าใด แรงดันภายในขวดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น คอลัมน์ของของเหลวก็จะยิ่งก่อตัวในหลอดมากขึ้น
โดยไม่คำนึงถึงทิศทางหรือความลึกที่ปลายล่างของท่อเหล่านี้ถูกสอดเข้าไป ของเหลวภายในแต่ละอันควรมีความสูงเท่ากันเพราะทั้งหมดจะมีความสูงเท่ากัน ความดัน.
จากการทดลองนี้ เป็นไปได้ที่จะนึกภาพว่าการส่งแรงดันในของเหลวเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง
หลักการของสตีวิน
โอ หลักการในstevinหรือที่เรียกว่า หลักการพื้นฐานให้อุทกสถิต อธิบายการพึ่งพากันระหว่างความดันที่กระทำโดยของไหลในสภาวะสมดุลสถิตและของมัน ความลึก: ยิ่งของเหลวมีความสูงของของเหลวมากเท่าใด แรงดันที่กระทำต่อผนังของภาชนะก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
พี – ความดันสัมบูรณ์
พี0 - ความกดอากาศ
d – ความหนาแน่นของของเหลว
ก – แรงโน้มถ่วงท้องถิ่น local
โฮ – ความลึกของของเหลว
เมื่อเราเชื่อมโยงกฎหมายนี้กับ หลักการในปาสกาล เราสามารถสรุปได้ว่าความลึกของของไหลเป็นตัวกำหนดความดันที่ไหลออก ซึ่งกระจายอย่างสม่ำเสมอตลอดความยาวของของเหลว นอกจากนี้ แรงที่กระทำโดยของไหลนี้จะต้องตั้งฉากกับผนังภาชนะของคุณเสมอ
ความสัมพันธ์นี้สังเกตได้ง่ายหากเราเจาะขวดพลาสติกที่เติมน้ำที่ระดับความสูงต่างกันสองจุด: ในรูด้านล่างใกล้กับฐานของขวดน้ำจะถูกขับออกไปไกลขึ้นเนื่องจากแรงดันที่เพิ่มขึ้น อุทกสถิต
อ่านด้วย:อุทกสถิต
แบบฝึกหัดเกี่ยวกับหลักการของปาสกาล
1) สมมติว่าในรูปแบบที่แสดงด้านล่าง พื้นที่ของลูกสูบ 1 คือ 10 ซม.² และลูกสูบ 2 คือ 25 ซม.² หากใช้แรง 45 นิวตันกับลูกสูบ 1 แรงใดที่คาดว่าจะกระทำกับลูกสูบ 2
ความละเอียด
ในการแก้ปัญหาการออกกำลังกายประเภทนี้ จำเป็นต้องใช้หลักการของ Pascal ซึ่งนำเสนอในสูตรด้านล่าง:
หลักการของปาสคาลระบุว่าแรงดันจะถูกส่งเป็นเนื้อเดียวกันตลอดความยาวของ ของไหล ดังนั้น ความดันที่เพิ่มขึ้นบนลูกสูบ 1 จะต้องเท่ากับการเพิ่มขึ้นของความดันบน ลูกสูบ 2 การนำข้อมูลที่ได้จากคำสั่งนั้นมา เราจะมีการคำนวณต่อไปนี้เพื่อแก้ไข:
จากการคำนวณที่เราทำ จะเห็นว่าอัตราส่วนระหว่างแรง (112.5 N และ 45 N) เท่ากับอัตราส่วนระหว่างพื้นที่ (25 cm² และ 10 cm²) และเท่ากับ 2.5 ดังนั้น เราสามารถพูดได้ว่า ตามหลักการของ Pascal อัตราส่วนระหว่างพื้นที่ของลูกสูบเท่ากับอัตราส่วนระหว่างแรงที่กระทำต่อพวกมัน
ดูยัง: เรียนรู้การคำนวณแรงดัน
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "หลักการของปาสกาล"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-de-pascal.htm. เข้าถึงเมื่อ 28 มิถุนายน 2021.
