Закон Паскаля: объяснение материала, примеры вопросов и обсуждение

закон Паскаля

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.

закон Паскаля

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

закон Паскаля

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 ответ

Пример 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.