TEMAT 36: Prawo Pascala dla cieczy i gazów. Ciśnienie

TEMAT 36: Prawo Pascala dla cieczy i gazów.
Spójrz na poniższą kolbę, wykonana ze szkła, która posiada małe otworki
i wypełniona jest wodą. Na początku woda spływa najmocniej przez najniższe otworki. Co się
stanie, gdy zadziałamy siłą na tłoczek?
Możesz to sprawdzić sam, że gdy działamy siłą na tłoczek woda wylewa się
jednakowym strumieniem ze wszystkich otworków jednocześnie.
Jest więc to obraz pewnego zjawiska fizycznego, które wytłumaczone zostało przez
podane poniżej Prawo Pascala:
Ciśnienie spowodowane działaniem z zewnątrz sił na ciecz lub gaz jest
przekazywane we wszystkich kierunkach jednakowo.
Prawo Pascala jest bardzo pomocne przy budowie hamulców, pras hydraulicznych,
czy podnośników. Schemat prasy hydraulicznej, która składa się z dwóch cylindrycznych
naczyń o różnych przekrojach, połączonych rurą. Od góry są szczelnie zamknięte ruchomymi
tłokami o różnych powierzchniach S.
Wyprowadzenie wzoru na zależność sił do powierzchni tłoków dla prasy:
=
A ponieważ są połączone to p1 = p2, mamy więc:
=
ś
=
:
=
Notka biograficzna:
BLAISE PASCAL (1623 - 1662)
Pascal był wybitnym filozofem, matematykiem i fizykiem. Mając
zaledwie 20 lat skonstruował pierwszą na świecie maszynę matematyczną. W
następnych latach badał różne zjawiska fizyczne, m.in. zastosował do
pomiaru ciśnienia barometr rtęciowy. Dzięki niemu odkrył tzw. prawo
Pascala, które głosi, że w każdym punkcie cieczy panuje jednakowe
ciśnienie. Zastosowanie tego prawa w praktyce przyniosło wynalazek prasy
hydraulicznej. Po 1654 r. Pascal poświęcił się wyłącznie filozofii religii.
ZADANIA:
1. Duży tłok prasy hydraulicznej przesuwa się o 5 cm, a mały o 25 cm. Pole powierzchni
małego tłoka wynosi 50 cm2, a siła działająca na niego wynosi 300 N. Oblicz pole
powierzchni dużego tłoka i siłę działającą na duży tłok.
2. Na mały tłok prasy hydraulicznej działa siła 10 N. Duży tłok ma powierzchnię dziesięć
razy większą niż mały. Jaka jest wartość siły działającej na duży tłok?
3. Powierzchnie tłoków podnośnika hydraulicznego są odpowiednio równe 25 cm2 i 300 cm2.
Oblicz wartość siły, którą należy zadziałać na mniejszy tłok, aby podnieść samochód o masie
1,5 tony.
4. Do rurki w kształcie litery U wlano naftę, a następnie dolano wody. Stwierdzono, że
różnica poziomu cieczy w obu tych naczyniach wynosi 10 cm. Oblicz wysokość słupa
wody (gęstość nafty wynosi 700 kg/m3, a wody 1000 kg/m3).