XVII asrning mashhur frantsuz faylasufi, matematigi va fizigi Blez Paskal zamonaviy fan rivojiga muhim hissa qo’shgan. Uning asosiy yutuqlaridan biri suyuq moddalarning xossalari va ular tomonidan yaratilgan bosim bilan bog'liq bo'lgan Paskal qonuni deb ataladigan qonunni ishlab chiqish edi. Keling, ushbu qonunni batafsil ko'rib chiqaylik.
Olimning qisqacha tarjimai holi
Blez Paskal 1623-yil 19-iyunda Fransiyaning Klermon-Ferran shahrida tugʻilgan. Uning otasi soliq yig'ish bo'yicha vitse-prezident va matematik, onasi esa burjua sinfiga mansub edi. Paskal yoshligidan matematika, fizika, adabiyot, tillar va diniy ta’limotlarga qiziqa boshlagan. U qoʻshish va ayirish amallarini bajara oladigan mexanik kalkulyatorni ixtiro qildi. U ko'p vaqtini suyuqlik jismlarining fizik xususiyatlarini o'rganishga, shuningdek, bosim va vakuum tushunchalarini ishlab chiqishga sarfladi. Olimning muhim kashfiyotlaridan biri uning nomi bilan atalgan tamoyil - Paskal qonuni edi. Blez Paskal 1662 yilda Parijda oyoqlarning falajligi tufayli vafot etdi.1646 yildan unga hamrohlik qilgan.
Bosim tushunchasi
Paskal qonunini ko'rib chiqishdan oldin bosim kabi fizik miqdorni ko'rib chiqaylik. Bu ma'lum sirtga ta'sir qiluvchi kuchni bildiruvchi skalyar fizik miqdor. F kuchi unga perpendikulyar bo'lgan A maydoni yuzasiga ta'sir qila boshlaganda, P bosimi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi: P=F / A. Bosim SI xalqaro birliklar tizimida paskallarda o'lchanadi (1 Pa=1 N/m2), ya'ni Blez Paskal sharafiga, o'zining ko'plab asarlarini bosim muammosi.
Agar F kuchi berilgan A sirtiga perpendikulyar emas, balki unga qandaydir a burchak ostida ta’sir etsa, bosim ifodasi quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi: P=Fsin(a)/A, bu holda. Fsin(a) - F kuchning A sirtiga perpendikulyar komponenti.
Paskal qonuni
Fizikada bu qonunni quyidagicha shakllantirish mumkin:
Deformatsiyalanmaydigan devorlarga ega idishda muvozanat holatida boʻlgan amalda siqilmaydigan suyuq moddaga qoʻllaniladigan bosim barcha yoʻnalishlarda bir xil intensivlikda uzatiladi.
Ushbu qonunning toʻgʻriligini quyidagicha tekshirishingiz mumkin: ichi boʻsh sharni olishingiz, uning turli joylarida teshik ochishingiz, bu sharni piston bilan taʼminlashingiz va uni suv bilan toʻldirishingiz kerak. Endi, piston bilan suvga bosim o'tkazish orqali siz uning barcha teshiklardan bir xil tezlikda qanday chiqib ketishini ko'rishingiz mumkin, ya'ni har bir teshik sohasidagi suv bosimi bir xil bo'ladi.
Suyuqlar va gazlar
Paskal qonuni suyuq moddalar uchun tuzilgan. Suyuqliklar va gazlar bu tushunchaga kiradi. Biroq, gazlardan farqli o'laroq, suyuqlik hosil qiluvchi molekulalar bir-biriga yaqin joylashgan bo'lib, bu suyuqliklarning siqilmaslik xususiyatiga ega bo'lishiga olib keladi.
Suyuqlikning siqilmaslik xususiyati tufayli uning ma'lum hajmida chekli bosim hosil bo'lganda, u barcha yo'nalishlarga intensivligini yo'qotmasdan uzatiladi. Aynan mana shu Paskal printsipi faqat suyuqlik uchun emas, balki siqilmaydigan moddalar uchun ham ishlab chiqilgan.
"Gaz bosimi va Paskal qonuni" haqidagi savolni ko'rib chiqsak, shuni aytish kerakki, gazlar suyuqliklardan farqli o'laroq, hajmni saqlamasdan osongina siqiladi. Bu shuni anglatadiki, ma'lum hajmdagi gazga tashqi bosim qo'llanilganda, u ham barcha yo'nalishlarda va yo'nalishlarda uzatiladi, lekin shu bilan birga u intensivligini yo'qotadi va uning yo'qolishi qanchalik kuchli bo'lsa, zichlik shunchalik past bo'ladi. gaz.
Demak, Paskal printsipi faqat suyuq muhit uchun amal qiladi.
Paskal printsipi va gidravlik mashina
Paskal printsipi turli gidravlik qurilmalarda qo'llaniladi. Bu qurilmalarda Paskal qonunidan foydalanish uchun quyidagi formula o‘rinli: P=P0+rgh, bu yerda P – h chuqurlikdagi suyuqlikda ta’sir etuvchi bosim., r - suyuqlikning zichligi, P0 suyuqlik yuzasiga qo’llaniladigan bosim, g (9, 81)m/s2) - sayyoramiz yuzasi yaqinida erkin tushish tezlashishi.
Gidravlik mashinaning ishlash printsipi quyidagicha: turli diametrli ikkita silindr bir-biriga ulangan. Bu murakkab idish moy yoki suv kabi ba'zi suyuqliklar bilan to'ldirilgan. Har bir silindr silindr va idishdagi suyuqlik yuzasi o'rtasida havo qolmasligi uchun piston bilan jihozlangan.
Faraz qilaylik, ma'lum bir kuch F1 kichikroq qismli silindrdagi pistonga ta'sir qiladi, keyin P1 =F 1/A1. Paskal qonuniga ko'ra P1 bosim yuqoridagi formulaga muvofiq suyuqlik ichidagi barcha fazo nuqtalariga bir zumda o'tadi. Natijada, bosim P1 F2=P1 A 2=F1A2/A1. F2 kuchi F1 kuchiga qarama-qarshi yo'n altiriladi, ya'ni u pistonni yuqoriga ko'tarishga intiladi, shu bilan birga u kattaroq bo'ladi. F1 kuchi mashina tsilindrlarining tasavvurlar maydoni qancha farq qilsa, shuncha marta farqlanadi.
Shunday qilib, Paskal qonuni Arximed dastagining bir turi boʻlgan kichik muvozanat kuchlari bilan katta yuklarni koʻtarish imkonini beradi.
Paskal printsipining boshqa ilovalari
Ko'rib chiqilgan qonun nafaqat gidravlika mashinalarida, balki topilmalarda ham qo'llaniladikengroq dastur. Quyida Paskal qonuni haqiqiy bo'lmaganda ishlashi mumkin bo'lmagan tizim va qurilmalar misollari keltirilgan:
- Avtomobillarning tormoz tizimlarida va tormozlash vaqtida avtomobil g'ildiraklarining bloklanishiga yo'l qo'ymaydigan taniqli blokirovkaga qarshi ABS tizimida, bu transport vositasining sirpanishini va sirpanishini oldini olishga yordam beradi. Bundan tashqari, ABS tizimi haydovchiga avtomashinani favqulodda tormozlaganda boshqaruvni saqlab turish imkonini beradi.
- Ishchi moddasi suyuq modda (freon) boʻlgan har qanday turdagi muzlatgichlar va sovutish tizimlarida.
