Materiały pochodzą z Platformy
Edukacyjnej Portalu
www.szkolnictwo.pl
Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez
jego
Użytkowników
wyłącznie
w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie,
wprowadzanie
zmian,
przesyłanie,
publiczne
odtwarzanie
i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na
potrzeby
własne
oraz
do
wykorzystania
w szkołach podczas zajęć dydaktycznych.
Prawo Pascala
Blaise Pascal (1623 – 1662).
Francuski matematyk, fizyk, filozof i pisarz.
Przyczynił się do rozwoju hydromechaniki,
matematyki i fizyki. Sformułował między innymi
prawo Pascala dotyczące ciśnienia w cieczach,
a także matematyczny trójkąt Pascala
.
Prawo Pascala (1653), jest jednym z podstawowych
praw
hydrostatyki:
Ciśnienie zewnętrzne przenoszone jest w płynie
(cieczy i gazie) znajdującym się w zamkniętym
naczyniu jednorodnie we wszystkich kierunkach.
Wykorzystanie prawa Pascala
• układy hamulcowe (np. samochodów, roweru,
tramwaju)
• działanie urządzeń pneumatycznych (prasa
pneumatyczna)
• pompa hydrauliczna
• działanie urządzeń hydraulicznych (podnośnik
hydrauliczny, młot pneumatyczny)
• dmuchanie balonów
• pompowanie dętki, materaca
UKŁAD HAMULCOWY SAMOCHODU:
- schemat
- zasada działania
Aby zatrzymać pojazd kierujący naciska nogą pedał
hamulca. Układ dźwigni przenosi i wzmacnia siłę
nacisku na tłoczki pompy hamulcowej. Pompa tłoczy
nieściśliwy płyn hamulcowy przez przewody hamulcowe
do cylinderków. Tłoczki cylinderków naciskają na klocki
hamulcowe. Klocki hamulcowe dociskane są do tarcz
hamulcowych. Tarcze są zamocowane do piast kół. W
konsekwencji tarcie Klocków hamulcowych o tarcze
powoduje hamowanie kół jezdnych.
PRASA HYDRAULICZNA:
- schemat
- model
Prasa
hydrauliczna
to
urządzenie
techniczne
zwielokrotniające siłę nacisku dzięki wykorzystaniu
zjawiska stałości ciśnienia w zamkniętym układzie
hydraulicznym.
Tłok pompy o powierzchni S
1
, na który działa siła F
1
,
wywołuje
w
układzie
ciśnienie:
Zgodnie z prawem Pascala ciśnienie to rozchodzi się
we wszystkich kierunkach i działa ono także na tłok
roboczy o powierzchni S
2
wywołując siłę F
2:
- zasada działania
Z powyższego wzoru wynika, że siła działająca na tłok
roboczy jest tyle razy większa od siły działającej na
tłok pompy ile razy powierzchnia tłoka roboczego jest
większa od powierzchni tłoka pompy.
1
1
S
F
p
1
1
2
2
2
F
S
S
pS
F
MŁOT PNEUMATYCZNY:
- młot pneumatyczny
- zasada działania
Młot pneumatyczny działa na zasadzie ruchu
sprężonego powietrza, które porusza z duża siłą
swobodnie
zamocowaną
końcówką
(najczęściej
mającą kształt dłuta), mogącą wykonywać ruch
posuwisty i kruszyć różnego rodzaju materiały
(beton, asfalt, skały itp.)
Rodzaj
przenośnego
urządzenia
mechanicznego używanego głównie do prac
budowlanych, w drogownictwie,
w kopalniach.
Przypomnienie
Jednostką ciśnienia jest 1 Pa (paskal)
1 Pa – to ciśnienie jakie wywiera siła 1N na powierzchnię 1m
2
1 Pa jest bardzo małą jednostką ciśnienia, dlatego
w praktyce używa się wielokrotności tej jednostki:
• 1 hektopaskal – 1 hPa = 100 Pa
• 1 kilopaskal – 1 kPa = 1 000 Pa
• 1 megapaskal – 1MPa = 1 000 000 Pa
Przy ciśnieniu atmosferycznym używane są
również następujące jednostki ciśnienia:
• bar – 1 bar = 10
5
Pa
• milibar – 1 mbar = 10
2
Pa
•atmosfera – 1 atm = 1013,25 hPa
Zadanie 1.
Podaj, jak duża siła działa na duży tłok prasy hydraulicznej, jeżeli na mały tłok
działa siła F
1
= 80N, a powierzchnie tłoków wynoszą odpowiednio s
1
= 3cm
2
i s
2
=
90cm
2.
Zadanie 2
Wyznacz, jaką powierzchnię musi posiadać tłok, na którym spoczywa samochód o masie 1200kg, aby został podniesiony siłą
200N działającą na mniejszy tłok o powierzchni 3cm
2
.
Przykładowe zadania:
1
1
1
S
F
p
Pa
m
N
p
7
,
266666
0003
,
0
80
2
1
2. Obliczamy siłę działającą na duży tłok korzystając ze
wzoru:
2
1
2
S
p
F
N
m
Pa
F
2400
009
,
0
7
,
266666
2
2
Odpowiedź:
Na duży tłok działa siła o wartości 2400N
Dane:
Szukane:
F
1
=80N F
2
=?
S
1
=3cm
2
=0,0003m
2
S
2
=90cm
2
=0,009m
2
Rozwiązanie zadań:
1. Obliczamy ciśnienie działające na pierwszy tłok:
Rozwiązanie
zadania 1.
g
m
F
N
s
m
kg
F
1200
10
1200
2
2
1
1
1
S
F
p
2. Ciśnienia w obu ramionach podnośnika wynoszą:
2
2
2
S
F
p
Dane:
Szukane:
F
1
=200N
F
2
=?
S
1
=3cm
2
=0,0003m
2
1. Znając masę samochodu możemy obliczyć siłę F2 działającą na
duży tłok ze wzoru na
ciężar:
Rozwiązanie
zadania 2.
ponieważ p
1
= p
2
to
2
2
1
1
S
F
S
F
3. Po wymnożeniu stronami otrzymujemy:
1
1
2
2
1
:
/ F
S
F
S
F
stąd
2
2
2
1
1
2
2
180
018
,
0
200
0003
,
0
12000
cm
m
N
m
N
F
S
F
S
Odpowiedź:
Duży tłok musi mieć powierzchnię 180cm
2