17-րդ դարի հայտնի ֆրանսիացի փիլիսոփա, մաթեմատիկոս և ֆիզիկոս Բլեզ Պասկալը կարևոր ներդրում է ունեցել ժամանակակից գիտության զարգացման գործում։ Նրա գլխավոր ձեռքբերումներից էր այսպես կոչված Պասկալի օրենքի ձևակերպումը, որը կապված է հեղուկ նյութերի հատկության և նրանց կողմից ստեղծված ճնշման հետ։ Եկեք մանրամասն նայենք այս օրենքին։
Գիտնականի համառոտ կենսագրությունը
Բլեզ Պասկալը ծնվել է 1623 թվականի հունիսի 19-ին Ֆրանսիայի Կլերմոն-Ֆերան քաղաքում։ Նրա հայրը հարկահավաքի փոխնախագահ էր և մաթեմատիկոս, իսկ մայրը պատկանում էր բուրժուական դասին։ Երիտասարդ տարիքից Պասկալը սկսել է հետաքրքրություն ցուցաբերել մաթեմատիկայի, ֆիզիկայի, գրականության, լեզուների և կրոնական ուսմունքների նկատմամբ։ Նա հայտնագործեց մեխանիկական հաշվիչ, որը կարող էր կատարել գումարում և հանում։ Նա շատ ժամանակ է հատկացրել՝ ուսումնասիրելով հեղուկ մարմինների ֆիզիկական հատկությունները, ինչպես նաև մշակել ճնշում և վակուում հասկացությունները։ Գիտնականի կարևոր հայտնագործություններից էր նրա անունը կրող սկզբունքը՝ Պասկալի օրենքը։ Բլեզ Պասկալը մահացել է 1662 թվականին Փարիզում՝ ոտքերի կաթվածի պատճառով, հիվանդություն, որըով ուղեկցում էր նրան 1646 թվականից։
Ճնշման հայեցակարգ
Պասկալի օրենքը քննարկելուց առաջ եկեք զբաղվենք այնպիսի ֆիզիկական մեծությամբ, ինչպիսին ճնշումն է: Այն սկալյար ֆիզիկական մեծություն է, որը ցույց է տալիս ուժը, որը գործում է տվյալ մակերեսի վրա: Երբ F ուժը սկսում է գործել A տարածքի մակերևույթի վրա, որն ուղղահայաց է դրան, ապա P ճնշումը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով. P=F / A: Ճնշումը չափվում է SI միավորների միջազգային համակարգում պասկալներով (1 Pa=1 N/m2), այսինքն՝ ի պատիվ Բլեզ Պասկալի, ով իր ստեղծագործություններից շատերը նվիրել է. ճնշման հարցը։
Եթե F ուժը գործում է տրված A մակերևույթի վրա ոչ ուղղահայաց, այլ նրան ինչ-որ անկյան տակ α, ապա ճնշման արտահայտությունը կունենա հետևյալ ձևը՝ P=Fsin(α)/A, այս դեպքում. Fsin(α) F ուժի ուղղահայաց բաղադրիչն է A մակերեսին:
Պասկալի օրենքը
Ֆիզիկայի մեջ այս օրենքը կարող է ձևակերպվել հետևյալ կերպ.
Գործնականում չսեղմվող հեղուկ նյութի վրա կիրառվող ճնշումը, որը հավասարակշռության մեջ է չդեֆորմացվող պատեր ունեցող անոթում, փոխանցվում է բոլոր ուղղություններով նույն ինտենսիվությամբ:
Այս օրենքի ճիշտությունը կարող եք ճշտել հետևյալ կերպ՝ պետք է վերցնել սնամեջ գունդ, դրա վրա տարբեր տեղերում անցքեր անել, այս գունդը մատակարարել մխոցով և լցնել ջրով։ Այժմ մխոցով ջրի վրա ճնշում գործադրելով՝ կարող եք տեսնել, թե ինչպես է այն նույն արագությամբ դուրս թափվում բոլոր անցքերից, ինչը նշանակում է, որ ջրի ճնշումը յուրաքանչյուր անցքի տարածքում նույնն է։
Հեղուկներ և գազեր
Պասկալի օրենքը ձևակերպված է հեղուկ նյութերի համար: Հեղուկներն ու գազերը պատկանում են այս հայեցակարգին: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն գազերի, հեղուկ կազմող մոլեկուլները գտնվում են միմյանց մոտ, ինչը հանգեցնում է նրան, որ հեղուկներն ունեն այնպիսի հատկություն, ինչպիսին է անսեղմելիությունը։
Հեղուկի անսեղմելիության հատկության շնորհիվ, երբ նրա որոշակի ծավալում ստեղծվում է վերջավոր ճնշում, այն փոխանցվում է բոլոր ուղղություններով՝ առանց ինտենսիվության կորստի։ Սա հենց այն է, ինչի մասին է Պասկալի սկզբունքը, որը ձևակերպված է ոչ միայն հեղուկի, այլև չսեղմվող նյութերի համար։
Հաշվի առնելով «գազի ճնշման և Պասկալի օրենքի» հարցը, այս լույսի ներքո պետք է ասել, որ գազերը, ի տարբերություն հեղուկների, հեշտությամբ սեղմվում են՝ չպահպանելով ծավալը։ Սա հանգեցնում է նրան, որ երբ արտաքին ճնշում է գործադրվում գազի որոշակի ծավալի վրա, այն նաև փոխանցվում է բոլոր ուղղություններով և ուղղություններով, բայց միևնույն ժամանակ կորցնում է ինտենսիվությունը, և դրա կորուստը կլինի որքան ուժեղ, այնքան ցածր խտությունը: գազի.
Այսպիսով, Պասկալի սկզբունքը գործում է միայն հեղուկ կրիչների համար:
Պասկալ սկզբունք և հիդրավլիկ մեքենա
Պասկալի սկզբունքն օգտագործվում է տարբեր հիդրավլիկ սարքերում: Այս սարքերում Պասկալի օրենքը կիրառելու համար վավեր է հետևյալ բանաձևը՝ P=P0+ρgh, այստեղ P ճնշումն է, որը գործում է հեղուկում h խորության վրա։, ρ - հեղուկի խտությունն է, P0 ճնշումն է, որը կիրառվում է հեղուկի մակերեսի վրա, g (9, 81m/s2) - ազատ անկման արագացում մեր մոլորակի մակերևույթի մոտ:
Հիդրավլիկ մեքենայի աշխատանքի սկզբունքը հետևյալն է՝ իրար միացված են երկու բալոններ, որոնք ունեն տարբեր տրամագծեր։ Այս բարդ անոթը լցված է որոշ հեղուկով, օրինակ՝ յուղով կամ ջրով: Յուրաքանչյուր մխոց ապահովված է մխոցով, որպեսզի օդ չմնա մխոցի և անոթի հեղուկի մակերեսի միջև:
Ենթադրենք, որ որոշակի ուժ F1 գործում է ավելի փոքր հատվածով մխոցի մխոցի վրա, այնուհետև այն ստեղծում է ճնշում P1 =F 1/A1: Համաձայն Պասկալի օրենքի՝ ճնշումը P1 ակնթարթորեն կփոխանցվի հեղուկի ներսում գտնվող տարածության բոլոր կետերին՝ վերը նշված բանաձևի համաձայն: Արդյունքում ճնշումը P1 F2=P1 A ուժով 2=F1A2/A1. F2 ուժը կուղղվի հակառակ F1 ուժին, այսինքն՝ այն հակված կլինի մղել մխոցը դեպի վեր, մինչդեռ այն ավելի մեծ կլինի, քան ուժը F1 ճիշտ այնքան անգամ, որքան տարբերվում է մեքենայի բալոնների խաչմերուկի մակերեսը:
Այսպիսով, Պասկալի օրենքը թույլ է տալիս փոքր հավասարակշռող ուժերով մեծ բեռներ բարձրացնել, ինչը Արքիմեդի մի տեսակ լծակ է։
Պասկալի սկզբունքի այլ կիրառություններ
Դիտարկված օրենքը կիրառվում է ոչ միայն հիդրավլիկ մեքենաներում, այլ գտնում էավելի լայն կիրառություն: Ստորև բերված են համակարգերի և սարքերի օրինակներ, որոնց շահագործումն անհնարին կլիներ, եթե Պասկալի օրենքը վավեր չլիներ՝
- Մեքենաների արգելակային համակարգերում և հայտնի հակաբլոկային ABS համակարգում, որը թույլ չի տալիս արգելակել մեքենայի անիվները, ինչն օգնում է խուսափել մեքենայի սահումից և սահումից։ Բացի այդ, ABS համակարգը թույլ է տալիս վարորդին պահպանել մեքենայի կառավարումը, երբ վերջինս շտապ արգելակում է։
- Ցանկացած տեսակի սառնարաններում և հովացման համակարգերում, որտեղ աշխատանքային նյութը հեղուկ նյութ է (ֆրեոն):
