Дізнайтеся про Закон Паскаля або принцип Паскаля, який є основою механіки рідини і був відкритий понад 350 років тому французьким математиком Блезом Паскалем.
Що таке закон Паскаля – визначення
Закон Паскаля стверджує, що зміна тиску, яка відбувається в будь-якій точці замкненої рідини, буде передаватися однаково в усіх напрямках. Коли ви застосовуєте тиск на замкнену рідину, він буде розподілятися рівномірно без зменшення. Тобто, тиск рідини в нижній частині контейнера буде дорівнювати тиску у верхній частині контейнера.
Гідравлічні машини: що це та для чого вони призначені
Закон Паскаля: виведення
Тиск – це сила, прикладена до поверхні. Він розраховується за формулою;
P=F/A
Де F – прикладена сила, а A – площа поверхні.
Розгляньте зображення: два поршні з обох боків контейнера, а сам контейнер заповнений нестисливою рідиною, наприклад, водою або олією. Відповідно до закону Паскаля, прикладений тиск буде передаватися на всі частини системи рівномірно і без зменшення.
До першого поршня прикладається сила F1 на площу поверхні A1. Тоді тиск P1 обчислюється за формулою
P1=F1/A1
Аналогічно, тиск P2 у другому циліндрі з силою F2 і площею поверхні A2 буде таким;
P2=F2/A2
Коли ви застосовуєте тиск (P1) в першому поршні, він буде однаково передаватися через обмежену нестисливу рідину. Отже,
P1=P2
тобто
F1/A1=F2/A2
Тоді, сила F2 на другому поршні може бути обчислена наступним чином;
F2=(F1/A1)*A2
Це називається множенням сил. Тобто, коли сила 1Н прикладена до площі 10 см. Тоді сила F2 на ділянці 100 см буде дорівнювати 10 Н. Це загальний принцип, який використовується в гідравліці для підйому важких вантажів.
Життя і досягнення Блеза Паскаля
Закон Паскаля та його застосування
Закон Паскаля має широке застосування в більшості галузей промисловості. Закон Паскаля пов’язаний з рідинами і газами. Отже, ви можете знайти більшість його застосувань у гідравлічній та пневматичній промисловості. Крім того, водіям підводного плавання необхідні знання цього принципу. Деякі важливі застосування перераховані нижче.
Гідравлічна система:
Основним принципом роботи будь-якої гідравлічної системи є закон Паскаля. Гідравлічні системи використовуються для підйому, утримання або переміщення вантажів з невеликим прикладеним зусиллям. Вони використовують нестисливі гідравлічні рідини і працюють за принципом множення сили (описаним вище).
Нижче наведено кілька прикладів роботи гідравлічних систем.
Гідравлічний домкрат
Гідравлічні домкрати використовуються для підйому важких вантажів. Вони зазвичай використовуються в автомобільних майстернях для підйому автомобілів. Механіки можуть піднімати важкі транспортні засоби, прикладаючи невелику силу з одного боку.
Гідравлічне гальмо
При застосуванні невеликого зусилля на гальмо, гальмівна рідина подається до коліс через гальмівні магістралі. Ця сила допомагає автомобілю негайно зупинитися або сповільнитися.
Гідравлічні підйомники та закон Паскаля
Для підйому вантажів існують різні типи гідравлічних підйомників. У цьому застосуванні використовується принцип множення сили, і з невеликої сили, що прикладається, можна генерувати більшу силу.
Пневматичні системи:
Пневматична система працює зі стисненими газами. Ці системи є більш надійними, гнучкими та ефективними, ніж інші системи. Пневматичні преси, пневматичні дрилі, верстати, пневматичні трамбовки, розпилювачі, повітряні компресори, автомобільні шини тощо – ось деякі приклади пневматичних систем.
