آموزشی، تمام پایه های تحصیلی، مقاله

اصل پاسکال

اصل پاسکال ۵٫۰۰/۵ (۱۰۰٫۰۰%) ۳ votes

اصل پاسکال

با ذکر یک مثال، بحث را شروع می کنیم.

دو جعبه مانند شکل زیر را در تماس با هم در نظر بگیرید. اگر به جعبه ۱ نیرویی وارد شود، این جعبه، نیرویی را به جعبه ۲ وارد خواهد کرد.

اصل پاسکال

نیروی وارد بر جعبه ۲ در همان جهت نیروی وارد شده بر جعبه ۱ است.

حال ببینیم اگر نیرویی را بر یک شاره (سیال، هر ماده ای که بتواند حرکت کرده و شکل ظرف را به خود بگیرد) وارد کنیم، چه اتفاقی می افتد.

اصل پاسکال

در هر دو مورد نشان داده شده در شکل، فشار به هر نقطه درون شاره انتقال پیدا می کند. این دو مورد، مثال هایی از اصل پاسکال هستند.

فشار به صورت نیروی وارد بر واحد سطح تعریف می شود. با یک نیروی معین، می توان فشار زیادی به سطح کوچکی وارد کرد یا برعکس٫

اصل پاسکال

تمام قطعه های هیدرولیکی (که با نیروی محرکه آب کار می کنند) بر پایه ی اصل پاسکال برای وارد کردن نیروی زیاد استوارند. پاسکال، این اصل بنیادی را کشف کرد:

فشار وارد شده بر هر سیال محدود تراکم ناپذیر، به هر نقطه ای درون سیال انتقال پیدا می کند.

مثال: بهترین مثال برای فهم اصل پاسکال، پیستون آبی است.

اصل پاسکال

اگر نیروی F1 به پیستونی با مساحت A1 وارد شود، فشار در سیال به نسبت F1/A1 افزایش می یابد. برای تعادل مایع، فشار رو به بالای مایع روی پیستونی به مساحت A2 باید با فشار رو به پایینی متعادل شود. با استفاده از اصل پاسکال داریم:

اصل پاسکال

بر اثر جابجایی سیلندر طرف چپ، حجمی از سیال به مقدار A1×h جا به جا می شود. چون سیال، تراکم ناپذیر است، حجم سیال جا به جا شده در طرف دوم نیز همین مقدار است. اگر جابه جایی پیستون دوم H باشد:

اصل پاسکال

بالابر (جک) هیدرولیکی ماشین:

بالابر هیدرولیکی ماشین، مثالی از زیاد شدن نیرو توسط فشار هیدرولیکی است و بر اساس اصل پاسکال کار می کند. سیال در یک سیلندر کوچک باید بیش تر از فاصله ای که ماشین بالا می رود، حرکت کند.

برای مثال، اگر سیلندر قسمت بالابر پیستون دارای قطر۲۵ cm و قطر سیلندر کوچک ۱٫۲۵ cm باشد، نسبت مساحت ها ۴۰۰ خواهد بود؛ بنابراین فشار هیدرولیکی باعث افزایش ۴۰۰ برابری نیرو می شود. برای بلند کردن ماشین ۶۰۰۰ نیوتنی باید یک نیروی ۶۰۰۰ N/400=15 N روی سیال در سیلندر کوچک برای بلند کردن ماشین وارد شود. بنابراین، برای ۱۰ cm بالا بردن ماشین، مجبورید سیال (در ماشین، روغن) را ۴۰۰* ۱۰ cm =40 m حرکت دهید. این کار با تلمبه کردن روغن در سیلندر کوچک با یک کمپرسور کوچک امکان پذیر است.

اصل پاسکال

فشار هیدرولیکی:

افزایش نیرو می تواند با به کاربردن فشار طبق اصل پاسکال به دست آید:

P1 = P2

این اصل اجازه بلند کردن بار سنگین با نیروی کوچک را می دهد؛ البته افزایش در مقدار کار انجام شده نیز می تواند وجود داشته باشد. بنابراین در یک مورد ایده آل بدون هیچ اتلاف توسط اصطکاک داریم:

Wورودی = Wخروجی


درباره نویسنده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *