17-кылымдын атактуу француз философу, математиги жана физиги Блез Паскаль азыркы илимдин өнүгүшүнө маанилүү салым кошкон. Анын негизги жетишкендиктеринин бири суюк заттардын касиети жана алар тарабынан түзүлгөн басым менен байланышкан Паскаль мыйзамы деп аталган мыйзамды түзүү болгон. Келгиле, бул мыйзамды кененирээк карап чыгалы.
Окумуштуунун кыскача өмүр баяны
Блез Паскаль 1623-жылы 19-июнда Франциянын Клермон-Ферран шаарында туулган. Анын атасы салык жыйноо боюнча вице-президент жана математик, ал эми апасы буржуазиялык класска кирген. Паскаль жаш кезинен эле математикага, физикага, адабиятка, тилдерге жана диний окууларга кызыгып баштаган. Ал кошуу жана кемитүү амалдарын аткара ала турган механикалык эсептегичти ойлоп тапкан. Ал суюктуктардын физикалык касиеттерин изилдөөгө, ошондой эле басым жана вакуум түшүнүктөрүн иштеп чыгууга көп убакыт короткон. Окумуштуунун маанилүү ачылыштарынын бири анын атын алып жүргөн принцип – Паскаль мыйзамы болгон. Блез Паскаль 1662-жылы Парижде буту шал оорусунан каза болгон.1646-жылдан тартып аны коштоп жүргөн.
Басым түшүнүгү
Паскаль мыйзамын карап чыгуудан мурун басым сыяктуу физикалык чоңдукту карап көрөлү. Бул скалярдык физикалык чоңдук, ал берилген бетке таасир этүүчү күчтү билдирет. F күчү ага перпендикуляр А аянтынын бетине таасир эте баштаганда, Р басымы төмөнкү формула боюнча эсептелет: P=F / A. Басым SI бирдиктеринин эл аралык системасында паскалдар менен өлчөнөт (1 Па=1 Н/м2), башкача айтканда, көптөгөн эмгектерин арнаган Блез Паскалдын урматына. басым маселеси.
Эгер F күчү берилген А бетине перпендикуляр эмес, ага кандайдыр бир α бурчта таасир этсе, анда басымдын туюнтмасы төмөнкүдөй формада болот: P=Fsin(α)/A, бул учурда Fsin(α) – F күчүнүн A бетине перпендикуляр компоненти.
Паскаль мыйзамы
Физикада бул мыйзамды төмөнкүчө формулировкалоого болот:
Деформацияланбаган дубалдары бар идиште тең салмактуулукта турган иш жүзүндө кысылбаган суюк затка жасалган басым бирдей интенсивдүүлүк менен бардык багыттар боюнча өткөрүлөт.
Бул мыйзамдын тууралыгын төмөнкүчө текшере аласыз: көңдөй шарды алып, анын ар кайсы жеринен тешиктерди жасап, бул шарды поршень менен камсыз кылып, суу менен толтуруу керек. Эми, поршень менен сууга басым жасоо менен, анын бардык тешиктерден кантип бирдей ылдамдыкта төгүлүп жатканын көрө аласыз, бул ар бир тешиктин аймагындагы суунун басымы бирдей экенин билдирет.
Суюктар жана газдар
Паскаль мыйзамы суюк заттар үчүн түзүлгөн. Суюктуктар жана газдар бул түшүнүккө кирет. Бирок, газдардан айырмаланып, суюктукту пайда кылган молекулалар бири-бирине жакын жайгашкандыктан суюктуктар кысылбоо сыяктуу касиетке ээ болушуна себеп болот.
Суюктуктун кысылбастык касиетинен улам анын белгилүү көлөмүндө чектүү басым пайда болгондо интенсивдүүлүгүн жоготпостон бардык тарапка өткөрүлөт. Суюктуктар үчүн гана эмес, кысылбаган заттар үчүн да түзүлгөн Паскаль принциби дал мына ушунда.
"Газдын басымы жана Паскаль мыйзамы" деген суроону эске алып, бул жагынан алганда, газдар суюктуктардан айырмаланып, көлөмдү сактабастан жеңил кысылганын айтуу керек. Бул газдын белгилүү бир көлөмүнө тышкы басым колдонулганда, ал бардык багыттар жана багыттар боюнча да өткөрүлүп, бирок ошол эле учурда интенсивдүүлүгүн жоготот жана анын жоготуусу күчтүүрөөк болсо, тыгыздыгы ошончолук төмөн болот. газдын.
Ошентип, Паскаль принциби суюк чөйрө үчүн гана жарактуу.
Паскаль принциби жана гидравликалык машина
Паскаль принциби ар кандай гидравликалык түзүлүштөрдө колдонулат. Бул приборлордо Паскаль мыйзамын колдонуу үчүн төмөнкү формула туура келет: P=P0+ρgh, мында P – h тереңдиктеги суюктукка таасир этүүчү басым., ρ - суюктуктун тыгыздыгы, P0 суюктуктун бетине түшүрүлгөн басым, g (9, 81)м/с2) - планетабыздын бетине жакын жерде эркин кулоо ылдамдатуу.
Гидравликалык машинанын иштөө принциби төмөнкүдөй: диаметри ар башка болгон эки цилиндр бири-бирине туташтырылган. Бул татаал идиш май же суу сыяктуу кандайдыр бир суюктук менен толтурулган. Ар бир цилиндр цилиндр менен идиштеги суюктуктун бетинин ортосунда аба калбашы үчүн поршень менен камсыздалган.
Белгилүү бир күч F1 бөлүгү кичинекей цилиндрдеги поршенге таасир этет деп ойлойлу, андан кийин ал басымды жаратат P1 =F 1/A1. Паскаль мыйзамына ылайык, P1 басымы жогорудагы формулага ылайык суюктуктун ичиндеги мейкиндиктин бардык чекиттерине заматта өтөт. Натыйжада, басым P1 күчү менен F2=P1 A 2=F1A2/A1. F2 күчү F1 күчүнө карама-каршы багытталат, башкача айтканда, поршенди өйдө түртүүгө умтулат, ал эми андан чоңураак болот. күч F1 машинанын цилиндрлеринин кесилишинин аянты канча эсе айырмаланса, ошончо эсе айырмаланат.
Ошентип, Паскаль мыйзамы кичинекей тең салмактуулук күчтөрү менен чоң жүктөрдү көтөрүүгө мүмкүндүк берет, бул Архимеддин рычагынын бир түрү.
Паскаль принцибинин башка колдонмолору
Каралып жаткан мыйзам гидравликалык машиналарда гана эмес, табылаткененирээк колдонуу. Төмөндө Паскаль мыйзамы туура эмес болгондо иштеши мүмкүн болбогон системалардын жана түзүлүштөрдүн мисалдары келтирилген:
- Автоунаалардын тормоздук системаларында жана тормоздоо учурунда унаанын дөңгөлөктөрүнүн тосулуп калуусуна жол бербөөчү белгилүү бөгөт коюуга каршы ABS системасында, бул унаанын тайгалануусуна жана тайып кетүүсүнө жол бербөөгө жардам берет. Кошумчалай кетсек, ABS тутуму айдоочуга авариялык тормоздоо учурунда унааны башкарууга мүмкүндүк берет.
- Жумушчу зат суюк зат (фреон) болгон муздаткычтардын жана муздатуу системаларынын бардык түрлөрүндө.
