რატომ მოქმედებს პასკალის კანონი მყარ სხეულებზე? პასკალის კანონი (ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტური განტოლება)

მე-17 საუკუნის ცნობილმა ფრანგმა ფილოსოფოსმა, მათემატიკოსმა და ფიზიკოსმა ბლეზ პასკალმა მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა თანამედროვე მეცნიერების განვითარებაში. მისი ერთ-ერთი მთავარი მიღწევა იყო ეგრეთ წოდებული პასკალის კანონის ფორმულირება, რომელიც დაკავშირებულია თხევადი ნივთიერებების თვისებებთან და მათ მიერ შექმნილ წნევასთან. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ამ კანონს.

მეცნიერის მოკლე ბიოგრაფია

ბლეზ პასკალი დაიბადა 1623 წლის 19 ივნისს საფრანგეთის ქალაქ კლერმონ ფერანში. მისი მამა იყო ვიცე-პრეზიდენტი გადასახადების აკრეფის საკითხებში და მათემატიკოსი, დედა კი ბურჟუაზიულ კლასს მიეკუთვნებოდა. მცირე ასაკიდანვე პასკალმა დაიწყო ინტერესი მათემატიკის, ფიზიკის, ლიტერატურის, ენებისა და რელიგიური სწავლებების მიმართ. მან გამოიგონა მექანიკური კალკულატორი, რომელსაც შეეძლო შეკრების და გამოკლების ოპერაციების შესრულება. დიდ დროს უთმობდა სწავლას ფიზიკური თვისებებისითხის სხეულები, აგრეთვე წნევისა და ვაკუუმის კონცეფციების შემუშავება. მეცნიერის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო პრინციპი, რომელიც მის სახელს ატარებს - პასკალის კანონი. ბლეზ პასკალი გარდაიცვალა 1662 წელს პარიზში ფეხების დამბლის გამო, ავადმყოფობა, რომელიც თან ახლდა მას 1646 წლიდან.

წნევის კონცეფცია

სანამ პასკალის კანონს განვიხილავთ, მოდი ამას გავუმკლავდეთ ფიზიკური რაოდენობაწნევის მსგავსად. ეს არის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც აღნიშნავს ძალას, რომელიც მოქმედებს მოცემულ ზედაპირზე. როდესაც ძალა F იწყებს მოქმედებას A ფართობის ზედაპირზე მასზე პერპენდიკულარული, მაშინ P წნევა გამოითვლება შემდეგი ფორმულით: P = F/A. SI ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში წნევა იზომება პასკალებში (1 Pa = 1 N/m2), ანუ ბლეზ პასკალის პატივსაცემად, რომელმაც მრავალი თავისი ნაშრომი მიუძღვნა წნევის საკითხს.

თუ ძალა F მოქმედებს მოცემულ A ზედაპირზე არა პერპენდიკულარულად, არამედ გარკვეული კუთხით მის მიმართ, მაშინ წნევის გამოხატულება მიიღებს ფორმას: P = F*sin(α)/A, ამ შემთხვევაში F*sin( α) არის პერპენდიკულური კომპონენტის ძალა F A ზედაპირზე.

პასკალის კანონი

ფიზიკაში ეს კანონი შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად:

პრაქტიკულად შეკუმშვადი სითხის ნივთიერებაზე გამოყენებული წნევა, რომელიც წონასწორობაშია ჭურჭელში, რომელსაც აქვს არადეფორმირებადი კედლები, გადადის ყველა მიმართულებით ერთი და იგივე ინტენსივობით.

თქვენ შეგიძლიათ გადაამოწმოთ ამ კანონის სისწორე შემდეგნაირად: თქვენ უნდა აიღოთ ღრუ სფერო, გააკეთოთ მასში ხვრელები. სხვადასხვა ადგილები, აღჭურვა ეს სფერო დგუშით და შეავსე წყლით. ახლა, დგუშის გამოყენებით წყალზე ზეწოლის შექმნით, თქვენ ხედავთ, თუ როგორ იღვრება ის ყველა ხვრელიდან იმავე სიჩქარით, რაც ნიშნავს, რომ წყლის წნევა თითოეული ხვრელის მიდამოში იგივეა.

სითხეები და აირები

პასკალის კანონი ჩამოყალიბდა თხევადი ნივთიერებებისთვის. სითხეები და აირები მიეკუთვნება ამ კონცეფციას. თუმცა, აირებისგან განსხვავებით, მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან სითხეს, განლაგებულია ერთმანეთთან ახლოს, რის გამოც სითხეებს აქვთ ისეთი თვისება, როგორიცაა შეუკუმშვა.

სითხის შეკუმშვის თვისების გამო, როდესაც სასრული წნევა იქმნება გარკვეულ მოცულობაში, იგი გადადის ყველა მიმართულებით ინტენსივობის დაკარგვის გარეშე. სწორედ ამაზეა ლაპარაკი პასკალის პრინციპში, რომელიც ფორმულირებულია არა მხოლოდ სითხის, არამედ შეუკუმშვადი ნივთიერებებისთვისაც.

ამ კუთხით „გაზის წნევისა და პასკალის კანონის“ საკითხის გათვალისწინებით, უნდა ითქვას, რომ აირები, სითხეებისგან განსხვავებით, ადვილად შეკუმშულია მოცულობის შენარჩუნების გარეშე. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ როდესაც გაზის გარკვეული მოცულობა ექვემდებარება გარე წნევას, ის ასევე გადადის ყველა მიმართულებით და მიმართულებით, მაგრამ ამავე დროს კარგავს ინტენსივობას და მისი დაკარგვა უფრო ძლიერი იქნება, რაც უფრო დაბალია გაზის სიმკვრივე.

ამრიგად, პასკალის პრინციპი მოქმედებს მხოლოდ თხევადი მედიისთვის.

პასკალის პრინციპი და ჰიდრავლიკური მანქანა

პასკალის პრინციპი გამოიყენება სხვადასხვა ჰიდრავლიკურ მოწყობილობებში. ამ მოწყობილობებში პასკალის კანონის გამოსაყენებლად, ფორმულა ასეთია: P = P 0 +ρ*g*h, აქ P არის წნევა, რომელიც მოქმედებს სითხეში h სიღრმეზე, ρ არის სითხის სიმკვრივე. P 0 არის სითხის ზედაპირზე გამოყენებული წნევა, g (9,81 მ/წმ 2) - თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ჩვენი პლანეტის ზედაპირთან ახლოს.

ჰიდრავლიკური მანქანის მუშაობის პრინციპი ასეთია: ერთმანეთთან დაკავშირებულია ორი ცილინდრი, რომელთაც განსხვავებული დიამეტრი აქვთ. ეს რთული ჭურჭელი ივსება გარკვეული სითხით, როგორიცაა ზეთი ან წყალი. თითოეული ცილინდრი აღჭურვილია დგუშით ისე, რომ ჰაერი არ დარჩეს ცილინდრსა და ჭურჭელში არსებული სითხის ზედაპირს შორის.

დავუშვათ, რომ დგუში ცილინდრში უფრო მცირე განივი კვეთით მოქმედებს გარკვეული ძალით F 1, მაშინ ის ქმნის წნევას P 1 = F 1 / A 1. პასკალის კანონის თანახმად, წნევა P 1 მყისიერად გადაეცემა სითხის შიგნით არსებული სივრცის ყველა წერტილს ზემოაღნიშნული ფორმულის შესაბამისად. შედეგად, დიდი განივი კვეთის მქონე დგუში ასევე დაექვემდებარება P 1 წნევას F 2 = P 1 * A 2 = F 1 * A 2 / A 1 ძალით. ძალა F2 მიმართული იქნება F1 ძალის საპირისპიროდ, ანუ ის მიისწრაფვის დგუშს ზევით აწიოს და მეტი იქნება ვიდრე F1 ძალა ზუსტად იმდენჯერ, რამდენჯერაც განსხვავდება მანქანის ცილინდრების კვეთის ფართობი. .

ამრიგად, პასკალის კანონი საშუალებას გაძლევთ აწიოთ დიდი ტვირთი მცირე დამაბალანსებელი ძალების დახმარებით, რაც ერთგვარი მსგავსებაა არქიმედეს ბერკეტთან.

პასკალის პრინციპის სხვა გამოყენება

განხილული კანონი გამოიყენება არა მხოლოდ ჰიდრავლიკურ მანქანებში, არამედ უფრო ფართოდ გამოიყენება. ქვემოთ მოცემულია სისტემებისა და მოწყობილობების მაგალითები, რომელთა მოქმედება შეუძლებელი იქნებოდა, თუ პასკალის კანონი არ იქნებოდა მართებული:

• მანქანების სამუხრუჭე სისტემებში და ცნობილ დაბლოკვის საწინააღმდეგო ABS სისტემაში, რომელიც ხელს უშლის მანქანის ბორბლების ჩაკეტვას დამუხრუჭების დროს, რაც ხელს უწყობს ავტომობილის მოცურვას და სრიალს. გარდა ამისა, ABS სისტემა საშუალებას აძლევს მძღოლს შეინარჩუნოს კონტროლი. მანქანა, როდესაც ეს უკანასკნელი ასრულებს ავარიულ დამუხრუჭებას.
• ნებისმიერი ტიპის მაცივრებში და გაგრილების სისტემებში, სადაც სამუშაო ნივთიერება არის თხევადი ნივთიერება (ფრეონი).

ბლეზ პასკალი იყო ფრანგი მათემატიკოსი, ფიზიკოსი და ფილოსოფოსი, რომელიც ცხოვრობდა მეჩვიდმეტე საუკუნის შუა ხანებში. მან შეისწავლა სითხეებისა და აირების ქცევა და შეისწავლა წნევა.

მან შენიშნა, რომ ჭურჭლის ფორმა არ იმოქმედებდა მასში არსებული სითხის წნევაზე. მან ასევე ჩამოაყალიბა პრინციპი: სითხეები და აირები გადასცემენ მათზე განხორციელებულ წნევას თანაბრად ყველა მიმართულებით.
ამ პრინციპს ეწოდება პასკალის კანონი სითხეებისა და აირების შესახებ.

აუცილებელია გვესმოდეს, რომ ეს კანონი არ ითვალისწინებდა სითხეზე მოქმედი სიმძიმის ძალას. Სინამდვილეში, სითხის წნევა იზრდება სიღრმესთან ერთად დედამიწისადმი მიზიდულობის გამო და ეს არის ჰიდროსტატიკური წნევა.

მისი მნიშვნელობის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ფორმულა:
- თხევადი სვეტის წნევა.

• ρ - სითხის სიმკვრივე;
• g - თავისუფალი ვარდნის აჩქარება;
• h - სიღრმე (თხევადი სვეტის სიმაღლე).

სითხის მთლიანი წნევა ნებისმიერ სიღრმეზე არის ჯამი ჰიდროსტატიკური წნევადა გარე შეკუმშვასთან დაკავშირებული წნევა:

სადაც p0 არის გარე წნევა, მაგალითად, დგუში ჭურჭელში წყლით.

პასკალის კანონის გამოყენება ჰიდრავლიკაში

ჰიდრავლიკური სისტემები იყენებენ შეკუმშვადი სითხეებს, როგორიცაა ზეთი ან წყალი, რათა გადაიტანონ წნევა ერთი წერტილიდან მეორეზე სითხის შიგნით ძალის მომატებით. ჰიდრავლიკური მოწყობილობები გამოიყენება გამანადგურებლად მყარი, პრესაში. თვითმფრინავს აქვს ჰიდრავლიკა დამონტაჟებული სამუხრუჭე სისტემებში და სადესანტო მექანიზმებში.
ვინაიდან პასკალის კანონი მოქმედებს გაზებზეც, ტექნოლოგიაში არსებობს პნევმატური სისტემები, რომლებიც იყენებენ ჰაერის წნევას.

არქიმედეს ძალა. მცურავი სხეულების მდგომარეობა

არქიმედეს ძალის ცოდნა (ასევე ცნობილია, როგორც გამაძლიერებელი ძალა) მნიშვნელოვანია, როდესაც ვცდილობთ გავიგოთ, რატომ ცურავს ზოგიერთი სხეული, ხოლო სხვა სხეულები იძირებიან.
მოდით შევხედოთ მაგალითს. კაცი აუზშია. როდესაც ის მთლიანად ჩაძირულია წყლის ქვეშ, მას შეუძლია ადვილად შეასრულოს სალტო, სალტო ან გადახტეს ძალიან მაღლა. ხმელეთზე ასეთი ტრიუკების შესრულება გაცილებით რთულია.
აუზში ასეთი ვითარება შესაძლებელია იმის გამო, რომ წყალში მყოფ ადამიანზე მოქმედებს არქიმედეს ძალა. სითხეში წნევა იზრდება სიღრმესთან ერთად (ეს ასევე ეხება გაზს). როდესაც სხეული მთლიანად წყალშია, სითხის წნევა სხეულის ქვემოდან ჭარბობს ზემოდან და სხეული იწყებს ცურვას.

არქიმედეს კანონი

სითხეში (აირში) სხეულს ექვემდებარება გამაძლიერებელი ძალა, რომელიც სიდიდით ტოლია სითხის (აირის) რაოდენობის წონას, რომელიც გადაადგილებულია სხეულის ჩაძირული ნაწილის მიერ.

• Ft - გრავიტაცია;
• Fa - არქიმედეს ძალა;
• ρl - სითხის ან აირის სიმკვრივე;
• ვვ. და. - გადაადგილებული სითხის (აირის) მოცულობა სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობის ტოლი;
• პვ. და. - გადაადგილებული სითხის წონა.

ნაოსნობის მდგომარეობა

1. FT>FA - სხეული იხრჩობა;
2. FT< FA - тело поднимается к поверхности до тех пор, пока не окажется в положении равновесия и не начнёт плыть;
3. FT = FA - სხეული წონასწორობაშია წყალში ან აირისებრ გარემოში (მოცურავს).

პასკალის ზეწოლის კანონი მე-17 საუკუნეში აღმოაჩინა ფრანგმა მეცნიერმა ბლეზ პასკალმა, რომლის სახელიც მიიღო. ამ კანონის ფორმულირება, მისი მნიშვნელობა და გამოყენება ქ Ყოველდღიური ცხოვრებისდეტალურად განიხილება ამ სტატიაში.

პასკალის კანონის არსი

პასკალის კანონი - ზეწოლა, რომელიც მოქმედებს სითხეზე ან გაზზე, გადაეცემა სითხის ან აირის ყველა წერტილს ცვლილების გარეშე. ანუ, წნევის გადაცემა ხდება თანაბრად ყველა მიმართულებით.

ეს კანონი მოქმედებს მხოლოდ სითხეებსა და აირებზე. ფაქტია, რომ წნევის ქვეშ მყოფი თხევადი და აირისებრი ნივთიერებების მოლეკულები სრულიად განსხვავებულად იქცევიან მყარი მოლეკულებისგან. მათი მოძრაობა განსხვავდება ერთმანეთისგან. თუ თხევადი და აირის მოლეკულები შედარებით თავისუფლად მოძრაობენ, მაშინ მყარი სხეულების მოლეკულებს ასეთი თავისუფლება არ აქვთ. ისინი მხოლოდ ოდნავ ირხევიან, ოდნავ გადახრილები არიან თავდაპირველი პოზიციიდან. და აირისა და სითხის მოლეკულების შედარებით თავისუფალი გადაადგილების გამო ისინი ახდენენ ზეწოლას ყველა მიმართულებით.

პასკალის კანონის ფორმულა და ძირითადი რაოდენობა

პასკალის კანონში მთავარი რაოდენობა არის წნევა. ის იზომება პასკალი (Pa). წნევა (P)- დამოკიდებულება ძალა (F), რომელიც მოქმედებს ზედაპირზე მის პერპენდიკულარულად ფართობი (S). აქედან გამომდინარე: P=F/S.

გაზისა და სითხის წნევის მახასიათებლები

დახურულ ჭურჭელში ყოფნისას სითხეებისა და აირების უმცირესი ნაწილაკები - მოლეკულები - ჭურჭლის კედლებს ეცემა. ვინაიდან ეს ნაწილაკები მობილურია, მაშინ მეტი ადგილიდან მაღალი წნევამათ შეუძლიათ გადაადგილება დაბალი წნევის მქონე ადგილზე, ე.ი. მოკლე დროში იგი ერთგვაროვანი ხდება დაკავებული გემის მთელ ზედაპირზე.

კანონის უკეთ გასაგებად, შეგიძლიათ ჩაატაროთ ექსპერიმენტი. Მოდი ავიღოთ ბუშტიდა შეავსეთ იგი წყლით. შემდეგ წვრილი ნემსით რამდენიმე ნახვრეტს ვაკეთებთ. შედეგი არ დააყოვნებს. წყალი დაიწყებს ხვრელების გადინებას და თუ ბურთი შეკუმშულია (ანუ ზეწოლა მოხდება), მაშინ თითოეული ჭავლის წნევა რამდენჯერმე გაიზრდება, მიუხედავად იმისა, თუ რა ზუსტი წერტილი იყო წნევა.

იგივე ექსპერიმენტი შეიძლება ჩატარდეს პასკალის ბურთით. ეს არის მრგვალი ბურთი არსებული ნახვრეტებით მასზე დამაგრებული დგუშით.

ბრინჯი. 1. ბლეზ პასკალი

ჭურჭლის ფსკერზე სითხის წნევა განისაზღვრება ფორმულის გამოყენებით:

p=P/S=gpSh/s

p=gρ h

• გ- გრავიტაციის აჩქარება,
• ρ - სითხის სიმკვრივე (კგ/კუბ.მ)
• თ- სიღრმე (თხევადი სვეტის სიმაღლე)
• გვ- წნევა პასკალებში.

წყალქვეშა წნევა დამოკიდებულია მხოლოდ სითხის სიღრმეზე და სიმკვრივეზე. ანუ ზღვაში ან ოკეანეში სიმკვრივე უფრო დიდი იქნება უფრო დიდი ჩაძირვით.

ბრინჯი. 2. წნევა სხვადასხვა სიღრმეზე

კანონის პრაქტიკაში გამოყენება

ფიზიკის მრავალი კანონი, მათ შორის პასკალის კანონი, გამოიყენება პრაქტიკაში. მაგალითად, ჩვეულებრივი წყალმომარაგების სისტემა ვერ იმუშავებდა, თუ ეს კანონი არ მოქმედებდა. მილში წყლის მოლეკულები ხომ ქაოტურად და შედარებით თავისუფლად მოძრაობენ, რაც იმას ნიშნავს, რომ წყლის მილის კედლებზე ზეწოლა ყველგან ერთნაირია. ჰიდრავლიკური პრესის მუშაობა ასევე ეფუძნება მოძრაობისა და სითხეების წონასწორობის კანონებს. პრესა შედგება ორი ურთიერთდაკავშირებული ცილინდრისგან დგუშებით. დგუშების ქვეშ სივრცე ივსება ზეთით. თუ S 2 ფართობის მქონე პატარა დგუშზე მოქმედებს ძალა F 2 , მაშინ უფრო დიდ დგუშზე S 1 ფართობით მოქმედებს ძალა F 1 .

ბრინჯი. 3. ჰიდრავლიკური პრესა

თქვენ ასევე შეგიძლიათ ექსპერიმენტი ნედლეულით და მოხარშული კვერცხი. თუ ბასრი საგნით, მაგალითად, გრძელი ფრჩხილით, ერთს და შემდეგ მეორეს გახვრეტთ, შედეგი განსხვავებული იქნება. მოხარშული კვერცხი პირდაპირ ფრჩხილში გაივლის, მაგრამ უმი კვერცხი ნაწილებად დაიმსხვრევა, რადგან პასკალის კანონი უმი კვერცხზე ვრცელდება, მაგრამ არა მაგრად მოხარშულზე.

პასკალის კანონი ამბობს, რომ წნევა მოსვენებულ მდგომარეობაში სითხის ყველა წერტილში ერთნაირია, ანუ: F 1 /S 1 =F 2 /S 2, საიდანაც F 2 /F 1 =S 2 /S 1.

ძალა F 2 არის იგივე რაოდენობის ჯერ მეტი ვიდრე ძალა F 1, რამდენჯერ მეტია უფრო დიდი დგუშის ფართობი პატარას ფართობზე.

რა ვისწავლეთ?

პასკალის კანონის ძირითადი რაოდენობა, რომელიც შესწავლილია მე-7 კლასში, არის წნევა, რომელიც იზომება პასკალებში. მყარისგან განსხვავებით, აირისებრი და თხევადი ნივთიერებები თანაბარ წნევას ახორციელებენ ჭურჭლის კედლებზე, რომელშიც ისინი მდებარეობს. ამის მიზეზი არის მოლეკულები, რომლებიც თავისუფლად და ქაოტურად მოძრაობენ სხვადასხვა მიმართულებით.

ტესტი თემაზე

ანგარიშის შეფასება

Საშუალო რეიტინგი: 4.6. სულ მიღებული შეფასებები: 550.

თხევადი, აირის და მყარი ზეწოლის ბუნება განსხვავებულია. მიუხედავად იმისა, რომ სითხეებისა და აირების წნევა განსხვავებული ხასიათისაა, მათ წნევას აქვს ერთი მსგავსი ეფექტი, რომელიც განასხვავებს მათ მყარისგან. ეს ეფექტი, უფრო სწორად, ფიზიკური ფენომენი აღწერილია პასკალის კანონით.

პასკალის კანონი ამბობს, რომ გარე ძალების მიერ წარმოქმნილი წნევა სითხის ან აირის გარკვეულ მომენტში გადადის სითხის ან აირის მეშვეობით ნებისმიერ წერტილში ცვლილების გარეშე. ეს კანონი მე-17 საუკუნეში ბლეზ პასკალმა აღმოაჩინა.

პასკალის კანონი ნიშნავს, რომ თუ, მაგალითად, გაზი დაჭერილია 10 N ძალით და ამ წნევის ფართობია 10 სმ 2 (ანუ (0.1 * 0.1) მ 2 = 0.01 მ 2), მაშინ წნევა იმ წერტილში, სადაც ძალა გამოიყენება, გაიზრდება p = F/S = 10 N / 0,01 მ 2 = 1000 Pa, და წნევა გაზის ყველა ადგილას გაიზრდება ამ რაოდენობით. ანუ წნევა ცვლილებების გარეშე გადაეცემა აირის ნებისმიერ წერტილს.

იგივე ეხება სითხეებს. მაგრამ მყარი - არა. ეს გამოწვეულია იმით, რომ თხევადი და აირის მოლეკულები მოძრავია, ხოლო მყარ სხეულებში, თუმცა მათ შეუძლიათ ვიბრაცია, ისინი ადგილზე რჩებიან. აირებსა და სითხეებში მოლეკულები უფრო მაღალი წნევის ზონიდან უფრო დაბალი წნევის ზონაში გადადიან, ისე რომ წნევა მთელ მოცულობაში სწრაფად გათანაბრდება.

პასკალის კანონი დადასტურებულია გამოცდილებით. თუ წყლით სავსე რეზინის ბურთულას ძალიან პატარა ხვრელებს გაუკეთებთ, მათში წყალი ჩაედინება. თუ ახლა დააჭერთ ბურთის რომელიმე ადგილს, მაშინ ყველა ნახვრეტიდან, რაც არ უნდა შორს იყოს ისინი ძალის გამოყენების ადგილიდან, წყალი გამოვა დაახლოებით თანაბარი სიძლიერის ნაკადებში. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ წნევა გავრცელდა მთელ მოცულობაზე.

პასკალის კანონს აქვს პრაქტიკული გამოყენება. თუ გარკვეული ძალა გამოიყენება სითხის მცირე ზედაპირის ფართობზე, წნევის მატება მოხდება სითხის მთელ მოცულობაში. ამ წნევას შეუძლია უფრო დიდი ზედაპირის გადაადგილება.

მაგალითად, თუ ძალა F1 გამოიყენება S1 ფართობზე, მაშინ შეიქმნება დამატებითი წნევა p მთელ მოცულობაზე:

ეს წნევა ახორციელებს ძალას F 2 S 2 ფართობზე:

ეს აჩვენებს, რომ რაც უფრო დიდია ფართობი, მით მეტია ძალა. ანუ, თუ ჩვენ ვაწარმოებთ მცირე ძალას მცირე ფართობზე, მაშინ ის იქცევა დიდ ძალად უფრო დიდ ფართობზე. თუ ფორმულაში წნევას (p) შევცვლით თავდაპირველი ძალით და ფართობით, მივიღებთ შემდეგ ფორმულას:

F 2 = (F 1 / S 1) * S 2 = (F 1 * S 2) / S 1

გადავიტანოთ F 1 მარცხენა მხარეს:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1

აქედან გამომდინარეობს, რომ F 2 იმდენჯერ მეტია F 1-ზე, რამდენადაც S 2 მეტია S 1-ზე.

სიძლიერის ამ მომატების საფუძველზე იქმნება ჰიდრავლიკური პრესები. მათში, მცირე ძალა გამოიყენება ვიწრო დგუში. შედეგად, ფართო დგუში წარმოიქმნება დიდი ძალა, რომელსაც შეუძლია აწიოს მძიმე ტვირთი ან მოახდინოს ზეწოლა დაჭერილ სხეულებზე.

(1623 - 1662)

პასკალის კანონი ამბობს: „სითხეზე ან აირზე განხორციელებული წნევა გადაეცემა სითხის ან აირის ნებისმიერ წერტილს თანაბრად ყველა მიმართულებით“.
ეს განცხადება აიხსნება სითხეებისა და აირების ნაწილაკების ყველა მიმართულებით მობილურობით.

პასკალის გამოცდილება

1648 წელს ბლეზ პასკალმა აჩვენა, რომ სითხის წნევა დამოკიდებულია მისი სვეტის სიმაღლეზე.
წყლით სავსე დახურულ კასრში 1 სმ2 დიამეტრის და 5 მ სიგრძის მილი ჩასვა და სახლის მეორე სართულის აივანზე ასვლისას ამ მილში ჭიქა წყალი ჩაასხა. როდესაც მასში წყალი 4 მეტრამდე ავიდა, წყლის წნევა იმდენად გაიზარდა, რომ ძლიერ მუხის კასრში ბზარები გაჩნდა, რომლითაც წყალი მიედინებოდა.

პასკალის მილი

ახლა ფრთხილად იყავი!

თუ აავსებთ იმავე ზომის ჭურჭელს: ერთს თხევადი, მეორეს ნაყარი მასალით (მაგალითად, ბარდა), მესამეში ათავსებთ მყარ სხეულს კედლებთან ახლოს, ნივთიერების ზედაპირზე თითოეულ ჭურჭელში თქვენ იდენტურია. წრეები, მაგალითად, ხისგან დამზადებული / ისინი უნდა იყოს კედლებთან მიმდებარედ / და ზემოდან მოათავსეთ თანაბარი წონის წონა,

მაშინ როგორ შეიცვლება ნივთიერების წნევა ფსკერზე და კედლებზე თითოეულ ჭურჭელში? Იფიქრე ამაზე! რა შემთხვევაში მუშაობს პასკალის კანონი? როგორ გადაიცემა ტვირთების გარე წნევა?

რომელ ტექნიკურ მოწყობილობებში გამოიყენება პასკალის კანონი?

პასკალის კანონი მრავალი მექანიზმის შემუშავების საფუძველია. შეხედე სურათებს, დაიმახსოვრე!

1. ჰიდრავლიკური წნეხი

ჰიდრავლიკური მულტიპლიკატორი შექმნილია წნევის გასაზრდელად (р2 > р1, ვინაიდან იგივე წნევის ძალით S1 > S2).

მულტიპლიკატორები გამოიყენება ჰიდრავლიკურ პრესაში.

2. ჰიდრავლიკური ლიფტები

ეს არის ჰიდრავლიკური ლიფტის გამარტივებული დიაგრამა, რომელიც დამონტაჟებულია ნაგავსაყრელ მანქანებზე.

მოძრავი ცილინდრის დანიშნულებაა დგუშის აწევის სიმაღლის გაზრდა. დატვირთვის შესამცირებლად გახსენით ონკანი.

ტრაქტორების საწვავით მომარაგების საწვავის განყოფილება მუშაობს შემდეგნაირად: კომპრესორი აიძულებს ჰაერს ჰერმეტულად დალუქულ ავზში საწვავით, რომელიც ტრაქტორის ავზში შედის შლანგის მეშვეობით.

4. შემასხურებლები

სასოფლო-სამეურნეო მავნებლების გასაკონტროლებლად გამოყენებული გამფრქვევებში, ჭურჭელში ჩასხმული ჰაერის წნევა შხამიან ხსნარზე არის 500000 N/m2. თხევადი შესხურება, როდესაც ონკანი ღიაა

5. წყალმომარაგების სისტემები

პნევმატური წყალმომარაგების სისტემა. ტუმბო წყალს აწვდის ავზს, შეკუმშავს ჰაერის ბალიშს და ითიშება, როდესაც ჰაერის წნევა მიაღწევს 400000 N/m2. წყალი მილების მეშვეობით ადის შენობაში. როდესაც ჰაერის წნევა მცირდება, ტუმბო ისევ ჩართულია.

6. წყლის ჭავლი

წყლის ჭავლით ამოფრქვეული წყლის ნაკადი 1,000,000,000 N/m2 ზეწოლის ქვეშ ხვრელებს ლითონის ბლანკებს და ამსხვრევს ქანებს მაღაროებში. თანამედროვე ხანძარსაწინააღმდეგო ტექნიკა ასევე აღჭურვილია ჰიდროქვემეხებით.

7. მილსადენების გაყვანისას

ჰაერის წნევა „აბერავს“ მილებს, რომლებიც დამზადებულია კიდეებზე შედუღებული ბრტყელი ლითონის ფოლადის ზოლების სახით. ეს მნიშვნელოვნად ამარტივებს მილსადენების გაყვანას სხვადასხვა მიზნებისთვის.

8. არქიტექტურაში

სინთეზური ფირის უზარმაზარ გუმბათს ეყრდნობა წნევა, რომელიც მხოლოდ 13,6 ნ/მ2-ით აღემატება ატმოსფერულ წნევას.

9. პნევმატური მილსადენები

პნევმატური კონტეინერების მილსადენებში მოქმედებს 10,000 - 30,000 N/m2 წნევა. მათში მატარებლების სიჩქარე 45 კმ/სთ-ს აღწევს. ამ ტიპის ტრანსპორტი გამოიყენება ნაყარი და სხვა მასალების ტრანსპორტირებისთვის.

კონტეინერი საყოფაცხოვრებო ნარჩენების გადასატანად.

თქვენ შეგიძლიათ ამის გაკეთება

1. დაასრულეთ ფრაზა: „როცა წყალქვეშა ნავი ჩაყვინთვის, ჰაერის წნევა მასში.....“. რატომ?

2. ასტრონავტებისთვის საკვები მზადდება ნახევრად თხევადი სახით და მოთავსებულია ელასტიური კედლების მქონე მილებში. მილზე მსუბუქად დაჭერით ასტრონავტი აშორებს მას შიგთავსს. რა კანონი გამოიხატება ამაში?

3. რა უნდა გაკეთდეს იმისათვის, რომ ჭურჭლიდან მილში წყალი მიედინება?

4. ნავთობის მრეწველობაში შეკუმშული ჰაერი გამოიყენება ნავთობის დედამიწის ზედაპირზე ასასვლელად, რომელიც კომპრესორებით გადაიტუმბება ზეთის შემცველი ფენის ზედაპირის ზემოთ არსებულ სივრცეში. რა კანონი გამოიხატება ამაში? Როგორ?

5. რატომ იფეთქებს ჰაერით გაბერილი ცარიელი ქაღალდის ჩანთა, თუ მას ხელს ან რაიმე ძლიერს ურტყამ?

6. რატომ აქვთ ღრმა ზღვის თევზებს საცურაო ბუშტი პირიდან ამოსვლისას, როდესაც ისინი ზედაპირზე ამოიყვანენ?

ᲬᲘᲒᲜᲘᲡ ᲗᲐᲠᲝ

იცით ამის შესახებ?

რა არის დეკომპრესიული დაავადება?

ის იჩენს თავს, თუ ძალიან სწრაფად ამოდიხართ წყლის სიღრმიდან. წყლის წნევა მკვეთრად იკლებს და სისხლში გახსნილი ჰაერი ფართოვდება. შედეგად წარმოქმნილი ბუშტები ბლოკავს სისხლძარღვებს, აფერხებს სისხლის ნაკადს და ადამიანი შეიძლება მოკვდეს. ამიტომ, სკუბა მყვინთავები და მყვინთავები ამაღლდებიან ნელა, რათა სისხლს ჰქონდეს დრო, რომ მიღებული ჰაერის ბუშტები ფილტვებში გადაიტანოს.

როგორ ვსვამთ?

ჭიქას ან კოვზ სითხეს პირთან ვათავსებთ და მის შიგთავსს „ვატარებთ“. Როგორ? სინამდვილეში რატომ შემოდის სითხე ჩვენს პირში? მიზეზი ასეთია: დალევისას ვაფართოებთ გულმკერდს და ამით ვთხელებთ პირის ღრუს ჰაერს; გარე ჰაერის ზეწოლის ქვეშ სითხე მიედინება სივრცეში, სადაც წნევა ნაკლებია და ამით ჩვენს პირში აღწევს. აქ იგივე ხდება, რაც დაემართება სითხეს კომუნიკაციურ ჭურჭელში, თუ ჩვენ დავიწყებთ ჰაერის იშვიათობას ამ ჭურჭლის ზემოთ: ატმოსფეროს ზეწოლის ქვეშ, ამ ჭურჭლის სითხე ამაღლდება. პირიქით, თუკი ბოთლის კისერს ტუჩებით დაიჭერთ, მისგან წყალს პირში არ „ჩაიყვანთ“ ყოველგვარი ძალისხმევით, რადგან ჰაერის წნევა პირში და წყლის ზემოთ ერთნაირია. ასე რომ, ჩვენ ვსვამთ არა მხოლოდ პირით, არამედ ფილტვებითაც; ყოველივე ამის შემდეგ, ფილტვების გაფართოება არის მიზეზი იმისა, რომ სითხე შემოდის ჩვენს პირში.

Ბუშტი

ააფეთქეთ საპნის ბუშტი, - წერდა დიდი ინგლისელი მეცნიერი კელვინი, - და შეხედეთ მას: შეგიძლიათ შეისწავლოთ იგი მთელი ცხოვრება, მისგან ფიზიკის გაკვეთილების შეწყვეტის გარეშე.

საპნის ბუშტი ყვავილის გარშემო

თეფშში ან უჯრაში ჩაასხით იმდენი საპნის ხსნარი, რომ ფირფიტის ძირი დაიფაროს 2 - 3 მმ ფენით; ყვავილს ან ვაზას ათავსებენ შუაში და იფარებენ შუშის ძაბრით. შემდეგ, ნელ-ნელა აწევენ ძაბრს, უბერავენ მის ვიწრო მილში - წარმოიქმნება საპნის ბუშტი; როდესაც ეს ბუშტი საკმარის ზომას მიაღწევს, დახარეთ ძაბრი და გაათავისუფლეთ ბუშტი ქვემოდან. შემდეგ ყვავილი იწვება საპნის ფირისგან დამზადებული გამჭვირვალე ნახევარწრიული ქუდის ქვეშ, რომელიც ცისარტყელას ყველა ფერით ანათებს.

რამდენიმე ბუშტი ერთმანეთში

აღწერილი ექსპერიმენტისთვის გამოყენებული ძაბრიდან დიდი საპნის ბუშტი აფეთქდა. შემდეგ მთლიანად ჩაყარეთ ჩალა საპნის ხსნარში ისე, რომ მშრალი დარჩეს მხოლოდ წვერი, რომელიც პირის ღრუში უნდა შეიყვანოთ და პირველი ბუშტის კედელში ფრთხილად გაატარეთ ცენტრისკენ; შემდეგ ნელა აბრუნებენ ჩალას უკან, თუმცა კიდემდე მიყვანის გარეშე, აფეთქებენ მეორე ბუშტს, რომელიც შეიცავს პირველს, მასში - მესამეს, მეოთხეს და ა.შ. თბილი ოთახი ცივში: ის აშკარად მცირდება მოცულობაში და, პირიქით, შეშუპება ცივი ოთახიდან თბილ ოთახში გადასვლისას. მიზეზი, რა თქმა უნდა, მდგომარეობს ბუშტის შიგნით არსებული ჰაერის შეკუმშვასა და გაფართოებაში. თუ, მაგალითად, ყინვაგამძლე ამინდში - 15°C, ბუშტის მოცულობა არის 1000 კუბური მეტრი. სმ და ის სიცივიდან შემოდის ოთახში, სადაც ტემპერატურაა +15°C, მაშინ უნდა გაიზარდოს მოცულობა დაახლოებით 1000 * 30 * 1/273 = დაახლოებით 110 კუბური მეტრით. სმ.

ჩვეულებრივი იდეები საპნის ბუშტების მყიფეობის შესახებ მთლად სწორი არ არის: სათანადო მოპყრობით შესაძლებელია საპნის ბუშტის შენარჩუნება მთელი ათწლეულების განმავლობაში. ინგლისელი ფიზიკოსი დიუარი (ცნობილი ჰაერის გათხევადების შესახებ შრომით) ინახავდა საპნის ბუშტებს სპეციალურ ბოთლებში, კარგად დაცულ მტვრისგან, გამოშრობისა და ჰაერის დარტყმისგან; ასეთ პირობებში მან მოახერხა რამდენიმე ბუშტის შენარჩუნება ერთი თვის ან მეტი ხნის განმავლობაში. ლოურენსმა ამერიკაში ახერხებდა საპნის ბუშტების შენარჩუნებას შუშის საფარის ქვეშ წლების განმავლობაში.