Kas yra Paskalio principas ir kaip jis apibrėžiamas?

Evelyn Maitee Marin | liepos mėn. 2022
Pramonės inžinierius, fizikos magistras ir EdD

Paskalio principą galima patikrinti naudojant sferinį apvalkalą su stūmokliu ir perforuotą įvairiuose taškuose, kaip parodyta paveikslėlyje. Jei rutulys pripildytas skysčiu ir tada stūmokliu daromas slėgis, matyti, kad skystis išstumiamas tokiu pat slėgiu ir greitis per visas skyles. Galima patikrinti, ar išėjimo slėgis per angas yra vienodas, jei prie kiekvieno išleidimo angos yra vamzdeliai, o skystis kiekviename vamzdyje pakyla į tokį patį aukštį.

Spaudžiant stūmoklį, skysčio aukštis visuose išleidimo angų vamzdeliuose yra vienodas.

Apie Blaise'ą Pascalį jis gimė 1623 m. birželio 19 d. Klermon Ferane, Prancūzijoje, ir vėliau tapo vienu iš mokslininkų, žymiausi ir pripažinti teologai ir filosofai, daugiausia dėl kai kurių jų indėlių, tokių kaip Paskalio piramidė, spaudimas tarptautinėje sistemoje (Pascal: Pa), arba principas, kuris turi jo pavardę „Paskalio principas“, ir kuris net ir šiandien yra kreiptis dėl dizainas presai ir hidrauliniai mechanizmai. Paskalį mokė jo tėvas, kuris užėmė svarbias pareigas viešajame sektoriuje. Paskalis nuo pat mažens paliko reikšmingą indėlį įvairiose srityse, tokiose kaip matematika, Statistika ir skysčių mechanika. Vėliau jis taip pat įsitraukė į šią sritį Filosofija ir teologija.

hidraulinis presas

Vieną iš tipiškų ir dabartinių programų, tiesiogiai susijusių su Paskalio principu, galima pamatyti veikiantis hidraulinio preso, kuris yra paprasta mašina, sudaryta iš dviejų skirtingų sričių sekcijų, kurias veikia du stūmokliai, kaip parodyta paveikslėlyje.

Schema Hidraulinio preso pagrindas

Šis mechanizmas pritaikytas įvairioms pramoninėms reikmėms, vienas iš jų yra kelti sunkius krovinius, pavyzdžiui, transporto priemones.

Slėgis apibrėžiamas taip:

\(P=\frac{F}{A}\)

Kur:
F. dydis stiprumas tepamas ant kiekvieno stūmoklio
A: kiekvienos preso pusės skerspjūvio plotas
P: hidraulinio skysčio slėgis

Pagal Paskalio principą slėgis skysčio viduje visuose taškuose yra vienodas, todėl:

\({{F}_{1}} ⋅ {{A}_{2}}={{F}_{2}} ⋅ {{A}_{1}}\)

Šis ryšys reiškia, kad didesnio stūmoklio grynoji jėga, kai mažesniam stūmokliui taikoma mažesnė jėga, bus didesnė, tuo didesnis santykis tarp sekcijų. Taigi, jei trys iš keturių parametrų išraiška, kambarį galima gauti paprastu aišku.

Praktinis pavyzdys

Kokia bus jėga 1 (F₁) pritaikyti parodytame paveiksle, sukurti jėgą 2 (F2) yra 10 000 N?. Mažo stūmoklio 1 spindulys yra 20 cm, o didelio stūmoklio spindulys yra 1 m.

Iš santykių:

\({{F}_{1}} ⋅ {{A}_{2}}={{F}_{2}} ⋅ {{A}_{1}}\)

išvalo F₁ ir pakeisti pareiškimo duomenis:

Kaip matyti, Paskalio principas gali būti taikomas hidrauliniame prese, nes kai jėga F veikiama stūmoklį su mažiausia sekcija A1₁ slėgis, atsirandantis su juo besiliečiančiame skystyje, visiškai ir beveik akimirksniu perduodamas likusiam skysčiui. Tokiu būdu, žinant kiekvienos sekcijos plotą ir vieną iš jėgų, galima gauti jėgos vertę kitame gale.

Kitas pavyzdys programėlė Paskalio principas paaiškina hidraulinių stabdžių veikimą, nes užlipus ant šio įrenginio, veikia pedalą jėgą, kuri savo ruožtu perduodama mažesnės dalies stūmokliui, kuris slysta viduje stūmoklis. Ši jėga sukuria slėgį stabdžių skysčio viduje.