Закон Паскаля гласит: «Если к закрытой системе приложено внешнее давление, давление в любой точке жидкости будет увеличиваться пропорционально приложенному внешнему давлению».
Вы когда-нибудь видели, как в ремонтной мастерской меняли шины? Если это так, то вы наверняка увидите, что автомобиль или даже грузовик сначала поднимают с помощью небольшого инструмента, называемого домкратом.
Конечно, возникает вопрос, как домкратом можно поднять с домкрата автомобиль, который весит даже тысячи раз.
Ответ на этот вопрос объясняется законом, называемым законом Паскаля. Для получения более подробной информации давайте рассмотрим закон Паскаля вместе с примером проблемы.
Понимание закона Паскаля
В 16 веке философ и ученый по имени Блез Паскаль изобрел закон, называемый законом Паскаля. Этот закон гласит:
«Если к закрытой системе приложено внешнее давление, давление в любой точке жидкости будет увеличиваться пропорционально приложенному извне давлению».
Основная наука этого закона - давление, при котором давление, приложенное к жидкости в закрытой системе, будет равно давлению на выходе из системы.
Благодаря ему тогда стали появляться инновации, специально предназначенные для решения проблемы подъема тяжелого груза. Примерами являются домкраты, насосы и гидравлические системы при торможении.
Формула
Прежде чем переходить к уравнениям или формулам закона Паскаля, нам необходимо изучить основную науку, а именно давление. Общее определение давления - это эффект силы, действующей на поверхность. Общая формула уравнения:
P = F / A
Куда :
P - давление (Па)
F - сила (Н)
A - эффективная площадь поверхности (м2)
Математическое уравнение закона Паскаля очень простое, где:
Также прочтите: Бактериальная структура, функции и изображения [ПОЛНАЯ]Enter = Выход
На картинке выше уравнение закона Паскаля можно записать как:
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
С участием:
P1: давление на входе (Па)
P2: давление на выходе (Па)
F1: приложенная сила (Н)
F2: создаваемая сила (Н)
A1: площадь приложения силы (м2)
A2: результирующая площадь (м2)
Кроме того, в применении закона Паскаля используется еще один термин, называемый механическим преимуществом. В общем, механическое преимущество - это соотношение между силой, которую может создать система, и силой, которую необходимо приложить. Математически механическое преимущество можно записать:
механическое преимущество = F2 / F1
Как и в примере с гидравлическим автомобильным подъемником, жидкость в системе всегда будет иметь одинаковый объем.
Следовательно, уравнение закона Паскаля также может быть записано как отношение объема на входе и выходе, которое:
V1 = V2
или может быть записано как
A1.h1 = A2.h2
Куда :
V1 = вдавленный объем
V2 = объем, который выходит
A1 = область входа секции
A2 = площадь выходного сечения
h1 = глубина входной секции
h2 = высота выходной секции
Пример проблем
Ниже приведены некоторые примеры и обсуждение проблем с применением закона Паскаля, чтобы вам было легче понять.
Пример 1
Гидравлический рычаг используется для подъема груза массой 1 тонна. Если соотношение площадей поперечного сечения составляет 1: 200, какое минимальное усилие необходимо приложить к гидравлическому рычагу?
Ответ:
A1 / A2 = 1: 200
m = 1000 кг, тогда W = m. г = 1000. 10 = 10000 Н
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / F2 = A1 / A2
F1 / 10000 = 1/200
F1 = 50Н
Таким образом, сила, которую должна приложить система, составляет 50 Н.
Пример 2
Механическое преимущество гидравлического рычага имеет значение 20. Если человек хочет поднять автомобиль весом 879 кг, какую силу должна приложить система?
Ответ:
m = 879кг, тогда W = mg = 879. 10 = 8790 Н
механическое усиление = 20
F2 / F1 = 20
8790 / F1 = 20
F1 = 439,5 Н
Таким образом, сила, действующая на рычаг, составляет 439,5 Н
Также прочтите: 1 год Сколько недель? (От Года до Недели) Вот ответПример 3
Гидравлический рычаг имеет диаметр входного поршня 14 см и диаметр выходного отверстия 42 см. Если поршень опускается на глубину 10 см, какова высота поднимаемого поршня?
Ответ:
Поршень имеет круглую поверхность, поэтому его площадь равна
A1 = π. r12 = 22/7. (14/2) 2 = 154 см2
A2 = π. r22 = 22/7. (42/2) 2 = 1386 см2
h1 = 10 см
тогда
А1. h1 = A2. h2
154. 10 = 1386. h2
h2 = 1540/1386
h2 = 1,11 см
Таким образом, высота поднятого поршня составляет 1,11 см.
Пример 4
Компрессор со шлангом, прикрепленным к крану, имеет диаметр 14 мм. Если распылитель с соплом 0,42 мм установлен на конце шланга и когда компрессор включен, давление измеряется на уровне 10 бар. Определите количество вытяжного воздуха, выходящего из сопла, если давление компрессора не снижается.
Ответ :
Шланги и отверстия имеют круглую площадь поперечного сечения.
Тогда площадь поверхности отверстия равна
A2 = π. r22 = 22/7. (1,4 / 2) 2 = 1,54 мм2
«Помните, что закон Паскаля объясняет, что давление на входе равно давлению на выходе».
Так что исходящие ВВС:
P = F / A
F = P. А
F = 10 бар. 1,54 мм2
измените единицу измерения на паскаль и мм2 на м2
тогда
F = 106 Па. 1,54 х 10-6 м2
F = 1,54 Н
Таким образом, сила ветра составляет 1,54 Н
Итак, обсуждение закона Паскаля, надеюсь, может быть вам полезно.