파스칼의 법칙은 "폐쇄 시스템에 외부 압력이 가해지면 유체의 어느 지점에서든 압력이 가해진 외부 압력에 비례하여 증가합니다"라고 말합니다.
수리점에서 타이어를 교체 한 적이 있습니까? 그렇다면 잭이라고하는 작은 도구를 사용하여 자동차 나 트럭을 먼저 들어 올릴 수 있습니다.
물론 문제는 잭이 잭에서 수천 배나되는 차를 어떻게 들어 올릴 수 있는지에 대한 것입니다.
이 질문에 대한 답은 파스칼의 법칙이라는 법칙으로 설명됩니다. 자세한 내용은 문제의 예와 함께 파스칼의 법칙에 대해 자세히 살펴 보겠습니다.
파스칼의 법칙 이해
16 세기에 Blaise Pascal이라는 철학자이자 과학자는 Pascal의 법칙이라는 법칙을 만들었습니다. 이 법은 다음과 같습니다.
"폐쇄 시스템에 외부 압력이 가해지면 유체의 어느 지점에서나 압력이 외부에서 가해진 압력에 비례하여 증가합니다."
이 법칙의 기본 과학은 압력입니다. 여기에서 폐쇄 시스템으로 유체에 가해지는 압력은 시스템에서 나오는 압력과 같습니다.
그 덕분에 특히 무거운 짐을 들어 올리는 문제를 극복하기 위해 혁신이 나타나기 시작했습니다. 예를 들어 제동시 잭, 펌프 및 유압 시스템이 있습니다.
공식
파스칼의 법칙의 방정식이나 공식에 들어가기 전에 우리는 기초 과학, 즉 압력을 배워야합니다. 압력의 일반적인 정의는 표면에 작용하는 힘 또는 효과입니다. 방정식의 일반 공식은 다음과 같습니다.
P = F / A
어디 :
P는 압력 (Pa)
F는 힘 (N)
A는 유효 표면적 (m2)입니다.
파스칼의 법칙의 수학적 방정식은 다음과 같은 경우 매우 간단합니다.
또한 읽어보십시오 : 세균 구조, 기능 및 그림 [전체]Enter = 종료
위 그림에서 파스칼의 법칙 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
P1 = P2
F1 / A1 = F2 / A2
와:
P1 : 입구 압력 (Pa)
P2 : 출구 압력 (Pa)
F1 : 적용된 힘 (N)
F2 : 생성 된 힘 (N)
A1 : 적용된 힘의 면적 (m2)
A2 : 결과 면적 (m2)
또한 기계적 이점이라고하는 파스칼의 법칙을 적용하는 데 사용되는 또 다른 용어가 있습니다. 일반적으로 기계적 이점은 시스템이 생성 할 수있는 힘과 적용해야하는 힘 사이의 비율입니다. 수학적으로 기계적 이점은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
기계적 이점 = F2 / F1
유압식 카 리프터의 예에서와 같이 시스템의 유체는 항상 동일한 부피를 갖습니다.
따라서 파스칼의 법칙에 대한 방정식은 다음과 같은 부피의 비율로도 쓸 수 있습니다.
V1 = V2
또는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
A1.h1 = A2.h2
어디 :
V1 = 밀어 넣은 볼륨
V2 = 볼륨 아웃
A1 = 진입 구역 영역
A2 = 출구 단면적
h1 = 들어오는 섹션의 깊이
h2 = 출구 섹션의 높이
문제 예
다음은 파스칼의 법칙 적용과 관련된 문제에 대한 몇 가지 예와 논의이므로 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
예 1
유압 레버는 1 톤의 하중을 들어 올리는 데 사용됩니다. 단면적의 비율이 1 : 200 인 경우 유압 레버에 가해지는 최소 힘은 얼마입니까?
대답:
A1 / A2 = 1 : 200
m = 1000kg, W = m입니다. g = 1000. 10 = 10,000N
F1 / A1 = F2 / A2
F1 / F2 = A1 / A2
F1 / 10000 = 1/200
F1 = 50N
따라서 시스템이 해야하는 힘은 50N입니다.
예 2
유압 레버의 기계적 장점은 20입니다. 사람이 무게가 879kg 인 자동차를 들어 올리려는 경우 시스템은 어떤 힘을 사용해야합니까?
대답:
m = 879kg, W = mg = 879. 10 = 8790 N
기계적 이득 = 20
F2 / F1 = 20
8790 / F1 = 20
F1 = 439.5N
따라서 레버리지 에 가해지는 힘은 439.5 N입니다.
또한 읽으십시오 : 1 년 몇 주? (년에서 주) 여기에 답이 있습니다예제 3
유압 레버의 입구 피스톤 직경은 14cm이고 출구 직경은 42cm입니다. 피스톤이 10cm 깊이까지 내려 가면 들어 올려지는 피스톤의 높이는 얼마입니까?
대답:
피스톤은 표면이 원형이므로 면적은
A1 = π. r12 = 22/7. (14/2) 2 = 154cm2
A2 = π. r22 = 22/7. (42/2) 2 = 1386cm2
h1 = 10cm
그때
A1. h1 = A2. h2
154. 10 = 1386. h2
h2 = 1540/1386
h2 = 1.11cm
따라서 들어 올려 진 피스톤의 높이는 1.11cm입니다.
예 4
탭에 호스가 부착 된 압축기의 직경은 14mm입니다. 호스 끝에 0.42mm 노즐이있는 스프레이 어를 설치하고 압축기를 켰을 때 압력은 10bar에서 측정됩니다. 압축기 압력이 감소하지 않으면 노즐에서 나오는 공기 배 출력의 양을 결정하십시오.
답변 :
호스와 구멍에는 원형 단면적이 있습니다.
그러면 구멍 표면의 면적은
A2 = π. r22 = 22/7. (1,4 / 2) 2 = 1.54mm2
"파스칼의 법칙은 압력이 압력과 같다고 설명합니다."
따라서 나오는 공기의 힘은 다음과 같습니다.
P = F / A
F = P. ㅏ
F = 10 bar. 1.54mm2
단위 막대를 파스칼로, mm2를 m2로 변경
그때
F = 106 Pa. 1.54 x 10-6m2
F = 1.54 N
그래서 나오는 바람의 힘은 1.54 N입니다
따라서 파스칼의 법칙에 대한 논의가 유용 할 수 있기를 바랍니다.
