De wet van Pascal: uitleg van het materiaal, voorbeeldvragen en discussie

de wet van pascal

De wet van Pascal luidt: "Als er externe druk wordt uitgeoefend op een gesloten systeem, zal de druk op elk punt in de vloeistof evenredig toenemen met de toegepaste externe druk."

Heeft u ooit een bandenreparateur zien verwisselen? Als dat zo is, zult u zeker zien dat de auto of zelfs de vrachtwagen eerst wordt opgetild met een klein stuk gereedschap dat een krik wordt genoemd.

Natuurlijk rijst de vraag hoe een krik een auto die zelfs duizenden keren weegt van de krik kan tillen.

de wet van pascal

Het antwoord op deze vraag wordt verklaard door een wet die de wet van Pascal wordt genoemd. Laten we voor meer details meer bekijken over de wet van Pascal, samen met een voorbeeld van het probleem.

De wet van Pascal begrijpen

In de 16e eeuw bedacht een filosoof en wetenschapper genaamd Blaise Pascal een wet genaamd de wet van Pascal. Deze wet luidt:

"Als externe druk wordt uitgeoefend op een gesloten systeem, zal de druk op elk punt in de vloeistof evenredig toenemen met de extern toegepaste druk."

De basiswetenschap van deze wet is druk, waarbij de druk die wordt uitgeoefend op de vloeistof met een gesloten systeem gelijk is aan de druk die het systeem verlaat.

Dankzij hem begonnen er innovaties te ontstaan, vooral om het probleem van het tillen van een zware last te overwinnen. Voorbeelden zijn vijzels, pompen en hydraulische systemen bij het remmen.

Formule

Voordat we naar de vergelijkingen of formules van de wet van Pascal gaan, moeten we de basiswetenschap leren, namelijk druk. De algemene definitie van druk is het effect of van een kracht die op een oppervlak inwerkt. De algemene formule voor de vergelijking is:

P = F / A

Waar:

P is druk (Pa)

F is de kracht (N)

A is het effectieve oppervlak (m2)

De wiskundige vergelijking van de wet van Pascal is heel eenvoudig wanneer:

Lees ook: Bacteriële structuur, functie en afbeeldingen [VOL]

Enter = Afsluiten

de wet van pascal

Met de bovenstaande afbeelding kan de vergelijking van de wet van Pascal worden geschreven als:

P1 = P2

F1 / A1 = F2 / A2

Met:

P1: inlaatdruk (Pa)

P2: uitlaatdruk (Pa)

F1: uitgeoefende kracht (N)

F2: geproduceerde kracht (N)

A1: gebied van uitgeoefende kracht (m2)

A2: resulterende oppervlakte (m2)

Bovendien is er een andere term die wordt gebruikt bij het toepassen van de wet van Pascal, die mechanisch voordeel wordt genoemd. Over het algemeen is het mechanische voordeel de verhouding tussen de kracht die een systeem kan produceren en de kracht die moet worden uitgeoefend. Wiskundig gezien kan het mechanische voordeel worden geschreven:

mechanisch voordeel = F2 / F1

Net als in het voorbeeld van een hydraulische autolift, zal de vloeistof in het systeem altijd hetzelfde volume hebben.

Daarom kan de vergelijking voor de wet van Pascal ook worden geschreven als een verhouding van volume in en uit, die:

V1 = V2

of kan worden geschreven als

A1.h1 = A2.h2

Waar:

V1 = volume ingedrukt

V2 = volume dat naar buiten komt

A1 = gebied van ingangssectie

A2 = uitgangsdoorsnede

h1 = diepte van inkomende sectie

h2 = hoogte van het uitstapgedeelte

Problemen voorbeeld

Hieronder volgen enkele voorbeelden en bespreking van problemen met de toepassing van de wet van Pascal, zodat u deze gemakkelijker kunt begrijpen.

voorbeeld 1

Een hydraulische hendel wordt gebruikt om een ​​last van 1 ton te heffen. Als de verhouding tussen de dwarsdoorsneden 1: 200 is, wat is dan de minimale kracht die op de hydraulische hendel moet worden uitgeoefend?

Antwoord:

A1 / A2 = 1: 200

m = 1000 kg, dan W = m. g = 1000. 10 = 10.000 N

F1 / A1 = F2 / A2

F1 / F2 = A1 / A2

F1 / 10000 = 1/200

F1 = 50N

De kracht die het systeem moet uitoefenen is dus 50N

Voorbeeld 2

Het mechanische voordeel van een hydraulische hendel heeft een waarde van 20. Als een persoon een auto met een gewicht van 879 kg wil optillen, welke kracht moet het systeem dan uitoefenen?

Antwoord:

m = 879 kg, dan W = mg = 879. 10 = 8790 N

mechanische versterking = 20

F2 / F1 = 20

8790 / F1 = 20

F1 = 439,5 N

dus de kracht die op de hefboomwerking wordt uitgeoefend is 439,5 N

Lees ook: 1 jaar, hoeveel weken? (Jaren tot weken) Hier is het antwoord

Voorbeeld 3

Een hydraulische hendel heeft een inlaatzuiger diameter van 14 cm en een uitlaat diameter van 42 cm. Als de zuiger naar beneden gaat tot een diepte van 10 cm, wat is dan de hoogte van de zuiger die wordt opgetild?

Antwoord:

De zuiger heeft een cirkelvormig oppervlak, dus het gebied is

A1 = π. r12 = 22/7. (14/2) 2 = 154 cm2

A2 = π. r22 = 22/7. (42/2) 2 = 1386 cm2

h1 = 10 cm

vervolgens

A1. h1 = A2. h2

154. 10 = 1386. h2

h2 = 1540/1386

h2 = 1,11 cm

Dus de zuiger die eruit wordt getild is 1,11 cm hoog

Voorbeeld 4

Een compressor met een slang aan een kraan heeft een diameter van 14 mm. Als aan het uiteinde van de slang een sproeier met een mondstuk van 0,42 mm is geïnstalleerd en als de compressor is ingeschakeld, wordt de druk gemeten op 10 bar. Bepaal de hoeveelheid luchtuitlaatkracht die uit het mondstuk komt als de compressordruk niet afneemt.

Antwoord :

Slangen en gaten hebben een cirkelvormige dwarsdoorsnede

Dan is het gebied van het gatoppervlak

A2 = π. r22 = 22/7. (1,4 / 2) 2 = 1,54 mm2

"Onthoud dat de wet van Pascal uitlegt dat de druk binnen gelijk is aan de druk eruit."

Zodat de vertrekkende luchtmacht:

P = F / A

F = P. EEN

F = 10 bar. 1,54 mm2

verander de eenheidsbalk in pascal en mm2 in m2

vervolgens

F = 106 Pa. 1,54 x 10-6 m2

F = 1,54 N

De windkracht die eruit komt is dus 1,54 N

Dus de discussie over de wet van Pascal, hopelijk kan het nuttig voor je zijn.