17-р зууны Францын нэрт философич, математикч, физикч Блез Паскаль орчин үеийн шинжлэх ухааны хөгжилд чухал хувь нэмэр оруулсан. Шингэн бодисын шинж чанар, тэдгээрийн үүсгэсэн даралттай холбоотой Паскалийн хууль гэж нэрлэгддэг хууль гаргасан нь түүний гол ололтуудын нэг юм. Энэ хуулийг нарийвчлан авч үзье.
Эрдэмтний товч намтар
Блез Паскаль 1623 оны 6-р сарын 19-нд Францын Клермон-Ферранд төржээ. Түүний аав татвар хураах дэд ерөнхийлөгч, математикч байсан бол ээж нь хөрөнгөтний ангид харьяалагддаг байв. Паскаль бага наснаасаа эхлэн математик, физик, уран зохиол, хэл, шашны сургаалыг сонирхож эхэлсэн. Тэрээр нэмэх хасах үйлдлийг гүйцэтгэх механик тооны машин зохион бүтээжээ. Тэрээр шингэний биетүүдийн физик шинж чанарыг судлах, түүнчлэн даралт, вакуум гэсэн ойлголтыг боловсруулахад маш их цаг зарцуулсан. Эрдэмтний нэг чухал нээлт бол түүний нэрээр нэрлэгдсэн зарчим - Паскалийн хууль юм. Блэйз Паскаль 1662 онд Парист хөл нь саажилтын улмаас нас баржээ.1646 оноос түүнтэй хамт явсан хүн.
Даралтын тухай ойлголт
Паскалын хуулийг авч үзэхийн өмнө даралт гэх мэт физик хэмжигдэхүүнийг авч үзье. Энэ нь өгөгдсөн гадаргуу дээр үйлчлэх хүчийг илэрхийлдэг скаляр физик хэмжигдэхүүн юм. Перпендикуляр А талбайн гадаргуу дээр F хүч үйлчилж эхлэхэд P даралтыг дараах томъёогоор тооцоолно: P=F / A. Даралтыг SI нэгжийн олон улсын системээр паскалаар хэмждэг (1 Па=1 Н/м2), өөрөөр хэлбэл олон бүтээлээ зориулсан Блэйз Паскалийн хүндэтгэлд зориулж хэмждэг. дарамтын асуудал.
Хэрэв F хүч нь өгөгдсөн А гадаргуу дээр перпендикуляр биш, ямар нэгэн α өнцгөөр үйлчилж байвал даралтын илэрхийлэл дараах хэлбэртэй болно: P=Fsin(α)/A, энэ тохиолдолд Fsin(α) нь A гадаргууд үзүүлэх F хүчний перпендикуляр бүрэлдэхүүн юм.
Паскалын хууль
Физикт энэ хуулийг дараах байдлаар томъёолж болно:
Хэв гажилтгүй ханатай саванд тэнцвэрт байдалд байгаа бараг шахагдахгүй шингэн бодист үзүүлэх даралт нь бүх чиглэлд ижил эрчимтэйгээр дамждаг.
Та энэ хуулийн зөв эсэхийг дараах байдлаар шалгаж болно: та хөндий бөмбөрцөг авч, янз бүрийн газарт нүх гаргаж, энэ бөмбөрцгийг бүлүүрээр хангаж, усаар дүүргэх хэрэгтэй. Одоо поршений тусламжтайгаар ус дээр дарснаар ус нь бүх нүхнээс хэрхэн ижил хурдтайгаар урсаж байгааг харж болно, энэ нь нүх тус бүрийн талбайн усны даралт ижил байна гэсэн үг юм.
Шингэн ба хий
Паскалийн хуулийг шингэн бодисуудад зориулж боловсруулсан. Шингэн ба хий нь энэ ойлголтод багтдаг. Гэхдээ хийнүүдээс ялгаатай нь шингэнийг үүсгэдэг молекулууд нь хоорондоо ойрхон байрладаг тул шингэн нь шахагдах чадваргүй шинж чанартай байдаг.
Шингэний шахагдах чадваргүй шинж чанараас шалтгаалан түүний тодорхой эзлэхүүнд хязгаарлагдмал даралт үүсэхэд эрчмээ алдалгүйгээр бүх чиглэлд дамждаг. Зөвхөн шингэнд төдийгүй шахагддаггүй бодисуудад зориулагдсан Паскалийн зарчим яг энэ тухай өгүүлдэг.
"Хийн даралт ба Паскалийн хууль"-ийн асуултыг авч үзвэл хий нь шингэнээс ялгаатай нь эзэлхүүнийг хадгалахгүйгээр амархан шахагддаг гэдгийг хэлэх хэрэгтэй. Энэ нь тодорхой эзэлхүүнтэй хийд гадны даралт үзүүлэхэд бүх чиглэлд, бүх чиглэлд дамждаг боловч эрч хүчээ алдаж, алдагдал нь хүчтэй байх тусам нягтрал бага байх болно. хийн.
Тиймээс Паскалийн зарчим зөвхөн шингэн орчинд хүчинтэй.
Паскалийн зарчим ба гидравлик машин
Паскалийн зарчмыг янз бүрийн гидравлик төхөөрөмжид ашигладаг. Эдгээр төхөөрөмжүүдэд Паскалийн хуулийг ашиглахын тулд дараах томьёо хүчинтэй байна: P=P0+ρgh, энд P нь h гүн дэх шингэнд үйлчлэх даралт юм., ρ - шингэний нягт, P0 нь шингэний гадаргууд үзүүлэх даралт, g (9, 81)м/с2) - манай гаригийн гадаргын ойролцоо чөлөөт уналтын хурдатгал.
Гидравлик машины ажиллах зарчим дараах байдалтай байна: өөр өөр диаметртэй хоёр цилиндр хоорондоо холбогдсон байна. Энэхүү нарийн төвөгтэй сав нь тос, ус гэх мэт зарим шингэнээр дүүрсэн байдаг. Цилиндр бүр нь цилиндр болон савны шингэний гадаргуу хооронд агаар үлдэхгүйн тулд бүлүүрээр хангагдсан байдаг.
Тодорхой хүч F1 жижиг хэсэгтэй цилиндрийн поршенд үйлчилж, улмаар P1 =даралтыг үүсгэнэ гэж бодъё. F 1/A1. Паскалийн хуулийн дагуу P1 даралт нь дээрх томьёоны дагуу шингэний доторх орон зайн бүх цэгүүдэд агшин зуур шилжинэ. Үүний үр дүнд P1 хүчээр F2=P1 A 2=F1A2/A1. F2 хүч нь F1 хүчний эсрэг чиглэнэ, өөрөөр хэлбэл поршений дээш түлхэх хандлагатай байх ба түүнээс их байх болно. хүч F1 машины цилиндрийн хөндлөн огтлолын талбайн зөрүүтэй яг хэд дахин их байна.
Тиймээс Паскалийн хууль нь жижиг тэнцвэржүүлэх хүчээр их ачааг өргөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь Архимедийн нэгэн төрлийн хөшүүрэг юм.
Паскалын зарчмын бусад хэрэглээ
Үзэж буй хууль нь зөвхөн гидравлик машинд ашиглагддаггүй, гэхдээ олдворилүү өргөн хэрэглээ. Паскалийн хууль хүчингүй бол ажиллах боломжгүй систем, төхөөрөмжүүдийн жишээг доор харуулав:
- Автомашины тоормосны систем болон тоормослох үед машины дугуй бөглөрөхөөс сэргийлдэг түгжрэлээс хамгаалах сайн мэддэг ABS системд байдаг бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгсэл гулсах, гулсахаас сэргийлдэг. Нэмж дурдахад, ABS систем нь жолооч яаралтай тоормослох үед машиныг хянах боломжийг олгодог.
- Ажиллах бодис нь шингэн бодис (фреон) байдаг аливаа төрлийн хөргөгч, хөргөлтийн системд.
