Inženjerska primjena Pascalovog zakona. Pitanje. Hidraulične prese, princip rada i konstrukcijski dijagram Pascalov zakon i njegova primjena hidraulične prese

Pažnja! Administracija sajta nije odgovorna za sadržaj metodološki razvoj, kao i za usklađenost sa razvojem Federalnog državnog obrazovnog standarda.

• Učesnik: Kolesnikov Maksim Igorevič
• Rukovodilac: Shcherbinina Galina Gennadievna

Uvod

Pascalov zakon postao je poznat 1663. godine. Upravo je ovo otkriće formiralo osnovu za stvaranje superpresa sa pritiskom od preko 750.000 kPa, hidrauličkog pogona, što je zauzvrat dovelo do pojave hidraulične automatike koja upravlja modernim mlaznim avionima, svemirski brodovi, numerički upravljane mašine, moćni damperi, rudarski kombajni, prese, bageri... Tako je Pascalov zakon našao veliku primenu u savremeni svet. Međutim, svi ovi mehanizmi su prilično složeni i glomazni, pa sam želio da napravim uređaje zasnovane na Pascalovom zakonu kako bih uvjerio sebe i svoje kolege iz razreda, od kojih mnogi smatraju da je glupo gubiti vrijeme na „starinu“ kada smo okruženi. modernim uređajima da je ova tema i dalje zanimljiva i aktuelna. Osim toga, uređaji koje sam stvorio, u pravilu, izazivaju zanimanje, tjeraju na razmišljanje, maštanje, pa čak i na otkrića „duboke antike“ gledaju drugim očima.

Objekat Moje istraživanje je Pascalov zakon.

Svrha rada: eksperimentalna potvrda Pascalovog zakona.

hipoteza: poznavanje Pascalovog zakona može biti korisno za projektovanje građevinske opreme.

Praktični značaj rada: Moj rad predstavlja eksperimente za demonstraciju na časovima fizike u 7. razredu srednje škole. Razvijeni eksperimenti mogu se demonstrirati i na nastavi prilikom proučavanja fenomena (nadam se da će to pomoći u formiranju nekih koncepata prilikom proučavanja fizike), i kao domaći zadatak za učenike.

Predložene instalacije su univerzalne; jedna instalacija može se koristiti za demonstriranje nekoliko eksperimenata.

Poglavlje 1. Svo naše dostojanstvo je u sposobnosti razmišljanja

Blaise Pascal (1623-1662) – francuski matematičar, mehaničar, fizičar, pisac i filozof. Klasik francuske književnosti, jedan od osnivača matematička analiza, teorija vjerovatnoće i projektivne geometrije, tvorac prvih primjera računarske tehnologije, autor osnovnog zakona hidrostatike. Pascal je ušao u historiju fizike uspostavivši osnovni zakon hidrostatike i potvrdio Toricellijevu pretpostavku o postojanju atmosferskog tlaka. SI jedinica za pritisak nazvana je po Pascalu. Pascalov zakon kaže da se pritisak koji se vrši na tekućinu ili plin prenosi u bilo koju tačku bez promjene u svim smjerovima. Čak je i čuveni Arhimedov zakon poseban slučaj Pascalov zakon.

Pascalov zakon se može objasniti korištenjem svojstava tekućina i plinova, naime: molekuli tekućine i plina, udarajući o zidove posude, stvaraju pritisak. Pritisak raste (opada) sa povećanjem (smanjenjem) koncentracije molekula.

Postoji široko rasprostranjen problem koji se može koristiti za razumijevanje djelovanja Pascalovog zakona: kada se puca iz puške, u kuhanom jajetu se formira rupa, jer se pritisak u ovom jajetu prenosi samo u smjeru njegovog kretanja. Sirovo jaje se razbije na komade, jer se pritisak metka u tečnosti, prema Pascalovom zakonu, prenosi podjednako u svim pravcima.

Inače, poznato je da je sam Pascal, koristeći zakon koji je otkrio tokom svojih eksperimenata, izumio špric i hidrauličnu prešu.

Praktični značaj Pascalovog zakona

Rad mnogih mehanizama je različito zasnovan na Pascalovom zakonu, svojstva gasa kao što su kompresibilnost i sposobnost prenosa pritiska u svim pravcima podjednako su našla široku primenu u dizajnu različitih; tehnički uređaji.

1. Dakle, komprimirani zrak se koristi u podmornici za podizanje iz dubine. Prilikom ronjenja, posebni rezervoari unutar podmornice se pune vodom. Težina čamca se povećava i tone. Za podizanje čamca, komprimirani zrak se upumpava u ove rezervoare, koji istiskuje vodu. Masa čamca se smanjuje i on pluta.

Fig.1. Podmornica je na površini: glavni balastni tankovi (CBT) nisu napunjeni

Fig.2. Podmornica u potopljenom položaju: Centralna gradska bolnica je napunjena vodom

1. Uređaji koji koriste komprimirani zrak nazivaju se pneumatski. To uključuje, na primjer, čekić, koji se koristi za otvaranje asfalta, otpuštanje smrznute zemlje i drobljenje kamenja. Pod uticajem komprimovanog vazduha, vrh udarnog čekića čini 1000-1500 udaraca u minuti velike razorne sile.

1. U proizvodnji se za kovanje i obradu metala koriste pneumatski čekić i pneumatska presa.

1. U kamionima i željeznički transport Koristi se pneumatska kočnica. U vagonima podzemne željeznice vrata se otvaraju i zatvaraju pomoću komprimovanog zraka. Upotreba vazdušnih sistema u transportu je zbog činjenice da čak i ako vazduh iscuri iz sistema, on će se dopuniti radom kompresora i sistem će ispravno funkcionisati.
2. Rad bagera je također zasnovan na Pascalovom zakonu, gdje se hidraulični cilindri koriste za pogon njegovih grana i žlica.

Poglavlje 2. Duša nauke je praktična primena njenih otkrića

Eksperiment 1 (video, metoda modeliranja principa rada ovog uređaja na prezentaciji)

Djelovanje Pascalovog zakona može se promatrati u radu laboratorijske hidraulične prese, koja se sastoji od dva povezana lijevog i desnog cilindra, jednoliko ispunjenih tekućinom (vodom). Čepovi (težine) koji pokazuju nivo tečnosti u ovim cilindrima su označeni crnom bojom.

Rice. 3 Dijagram hidraulične prese

Rice. 4. Primjena hidraulične prese

Šta se desilo ovde? Pritisnuli smo čep u lijevom cilindru, što je tečnost izbacilo iz ovog cilindra prema desnom cilindru, uslijed čega se čep u desnom cilindru, koji je doživljavao pritisak tekućine odozdo, podigao. Dakle, fluid prenosi pritisak.

Isti eksperiment, samo u malo drugačijem obliku, proveo sam kod kuće: demonstraciju eksperimenta sa dva cilindra povezana jedan s drugim – medicinskim špricevama spojenim jedan s drugim i napunjenim tekućinom-vodom.

Dizajn i princip rada hidraulične prese opisan je u udžbeniku za 7. razred za srednje škole,

Eksperiment 2 (video, koristeći metodu modeliranja za demonstraciju sklapanja ovog uređaja na prezentaciji)

U razvoju prethodnog eksperimenta, da bih demonstrirao Pascalov zakon, sastavio sam i model drvenog mini bagera, čiju osnovu čine klipni cilindri napunjeni vodom. Zanimljivo je da sam kao klipove koji podižu i spuštaju granu i kašiku bagera koristio medicinske špriceve koje je izmislio sam Blaise Pascal da potvrdim svoj zakon.

Dakle, sistem se sastoji od običnih medicinskih špriceva od 20 ml (funkcija upravljačkih poluga) i istih špriceva od 5 ml (funkcija klipova). Ove špriceve sam napunio tečnošću – vodom. Za spajanje špriceva korišćen je sistem kapaljke (obezbeđuje zaptivanje).

Da bi ovaj sistem radio, pritisnemo polugu na jednom mjestu, pritisak vode se prenosi na klip, na čep, čep se podiže - bager počinje da se kreće, grana i žlica bagera se spuštaju i podižu.

Ovaj eksperiment se može pokazati odgovorom na pitanje nakon § 36, stranica 87 udžbenika A.V. Peryshkina za 7. razred: „Koje iskustvo se može iskoristiti da se pokaže posebnost prijenosa pritiska tekućinama i plinovima?“ sa stanovišta dostupnosti upotrebljenih materijala I praktična primjena Pascalov zakon.

Iskustvo 3 (video)

Pričvrstimo šuplju kuglicu (pipetu) sa mnogo malih rupa na cijev pomoću klipa (šprica).

Napunite balon vodom i pritisnite klip. Pritisak u cijevi će se povećati, voda će početi izlijevati kroz sve rupe, a pritisak vode u svim tokovima vode će biti isti.

Isti rezultat možete dobiti ako koristite dim umjesto vode.

Ovaj eksperiment je klasična demonstracija Pascalovog zakona, ali korištenje materijala dostupnih svakom učeniku čini ga posebno učinkovitim i nezaboravnim.

Slično iskustvo je opisano i komentarisano u udžbeniku za 7. razred za srednje škole,

Zaključak

U pripremama za takmičenje, ja:

• proučavao teorijski materijal na temu koju sam izabrao;
• kreiran kućni aparati i izvršio eksperimentalno testiranje Pascalovog zakona na sljedećim modelima: model hidrauličke prese, model bagera.

Zaključci

Pascalov zakon, otkriven u 17. stoljeću, relevantan je i široko korišten u naše vrijeme u dizajnu tehničkih uređaja i mehanizama koji olakšavaju ljudski rad.

Nadam se da će instalacije koje sam prikupio biti interesantne mojim prijateljima i kolegama iz razreda i da će mi pomoći da bolje razumijem zakone fizike.

2.5.2. Najjednostavnije hidraulične mašine.

Hidraulična presa. Karikaturista

2.5.1. Instrumenti za mjerenje tlaka

Pijezometri. Uronimo staklene cijevi otvorene na oba kraja u "apsolutno" mirnu tekućinu tako da donji krajevi poklopila sa tačkama i (slika 2.11). U obje cijevi sa otvorenim krajevima, tekućina će se podići na istu visinu, koja će ležati na ravni vode u odnosu na referentnu ravninu. Ova visina je jednaka visini ukupne hidrostatičke glave, mjerene ne apsolutnim pritiskom, već prekomjernim pritiskom.

Sl.2.11. Zakon raspodjele pritiska

u "apsolutno" stacionarnoj tečnosti

Takve cijevi, otvorene na oba kraja, dizajnirane za mjerenje pritiska, tačnije pijezometrijske visine, nazivaju se pijezometrima ili piezometrijskim cijevima.

Pijezometri su pogodni za merenje relativno niskih pritisaka jer... već s vodom u cijevi bi se popeo na visinu od 10 m, a mineralno ulje relativne težine 0,8 na 12,5 m.

Manometri diferencijalnog pritiska. Za mjerenje razlike tlaka u dvije tačke koriste se diferencijalni manometri, od kojih je najjednostavniji oblikovani manometar (slika 2.12).

Rice. 2.12. Manometar diferencijalnog pritiska

Manometri diferencijalnog pritiska mogu mjeriti oba viška (slika 2.11, A), i vakuumski pritisak (slika 2.11, b). Ako se pomoću takvog manometra, obično napunjenog živom, izmjeri razlika u tlaku i gustoći u tekućini koja u potpunosti ispunjava spojne cijevi, tada

Prilikom mjerenja malih pritisaka plinova umjesto žive koriste se alkohol, kerozin, voda itd.

Pijezometri i diferencijalni manometri se koriste za mjerenje tlaka ne samo u tekućini koja miruje, već iu protoku.

Za mjerenje pritisaka većih od 0,2-0,3 koriste se mehanički manometri - opružni ili membranski. Princip njihovog rada zasniva se na deformaciji šuplje opruge ili membrane pod uticajem izmerenog pritiska. Kroz mehanizam, ova deformacija se prenosi na strelicu, koja pokazuje količinu pritiska koji se mjeri na brojčaniku.

Uz mehaničke mjerače tlaka koriste se električni mjerači tlaka. Kao osjetljivi element (senzor) u elektromanometru se koristi membrana. Pod uticajem izmerenog pritiska, membrana se deformiše i preko transmisionog mehanizma pomera klizač potenciometra, koji je zajedno sa pokazivačem uključen u električno kolo.

Jedinični odnos pritiska:

1at = 1kgf/cm 2 =10 m vode st. = 736,6 mm Hg. Art. = 98066.5 Pa 10 5 Pa.

1 kPa = 10 3 Pa; 1 MPa = 10 6 Pa.

Pri normalnom atmosferskom pritisku (0,1033 MPa) visina je 10,33 m za vodu, 13,8 m za benzin (= 750 kg/m3), 0,760 m za živu, itd.

2.5.2. Najjednostavnije hidraulične mašine. Hidraulična presa. Karikaturista

Hidraulična presa. Presa se u tehnici koristi za stvaranje velikih sila pritiska, koje su neophodne u tehnici pri obradi metala pritiskom, prešanju, štancanju, briketiranju, ispitivanju raznih materijala itd.

Presa se sastoji od komunikacionih cilindara sa klipovima, međusobno povezanih cevovodom (slika 2.13).

Rice. 2.13. Dijagram hidraulične preše

Jedna od posuda ima površinu manju od površine druge posude. Ako se na klip u posudi 1 primjenjuje sila, tada se ispod njega stvara hidrostatički tlak, određen formulom.

Prema Pascalovom zakonu, pritisak se prenosi na sve tačke fluida, uključujući i područje. Stvara snagu

Izražavanje kroz, dobijamo

Dakle, sila je onoliko puta veća od sile koja djeluje na klip u malom presjeku koliko je površina veća od površine.

Sila se obično stvara pomoću klipne pumpe, koja doprema tečnost (ulje, emulziju) u komoru za presovanje. Sila može pritisnuti proizvod koji se nalazi između klipa i stacionarne platforme. Praktično razvijena sila je manja od sile zbog trenja između klipova i cilindara. Ovo smanjenje je uzeto u obzir efikasnošću štampe -. Moderne hidraulične prese razvijaju snage do 100.000 tona ili više.

Definicija

Hidraulična presa je mašina koja radi na osnovu zakona kretanja i ravnoteže fluida.

Pascalov zakon je u osnovi principa rada hidraulične prese. Naziv ovog uređaja dolazi od grčke riječi hidraulika - voda. Hidraulična presa je hidraulična mašina koja se koristi za prešanje (cijeđenje). Hidraulička presa se koristi tamo gdje je potrebna veća sila, na primjer, pri cijeđenju ulja iz sjemena. Koristeći moderne hidraulične prese, mogu se postići sile do $(10)^8$njutna.

Osnovu hidraulične mašine čine dva cilindra različitog poluprečnika sa klipovima (sl. 1), koji su povezani cevima. Prostor u cilindrima ispod klipova obično je ispunjen mineralnim uljem.

Da biste razumjeli princip rada hidraulične mašine, treba se sjetiti šta su to komunikacijske posude i šta je značenje Pascalovog zakona.

Plovila za komunikaciju

Komunikacijske posude su posude međusobno povezane i u kojima tekućina može slobodno teći iz jedne u drugu posudu. Oblik komunikacijskih posuda može biti različit. U komunikacionim sudovima, tečnost iste gustine uspostavlja se na istom nivou ako je pritisak veći slobodnim površinama tečnosti su iste.

Sa slike 1 vidimo da se, strukturno, hidraulička mašina sastoji od dvije međusobno povezane posude različitih radijusa. Visine stupova tekućine u cilindrima će biti iste ako na klipove ne djeluju sile.

Pascalov zakon

Pascalov zakon nam govori da se pritisak koji vanjske sile vrše na tekućinu prenosi na nju bez promjene na sve njene tačke. Djelovanje mnogih hidrauličnih uređaja zasniva se na Pascalovom zakonu: prese, kočionih sistema, hidrauličnih pogona, hidrauličnih pojačivača itd.

Princip rada hidraulične prese

Jedan od najjednostavnijih i najstarijih uređaja zasnovanih na Pascalovom zakonu je hidraulična presa, u kojoj se na klip primjenjuje mala sila $F_1$ mala površina$S_1$, pretvara se u veliku silu $F_2$, koja djeluje na veliku površinu $S_2$.

Pritisak koji stvara klip broj jedan je:

Pritisak drugog klipa na tečnost je:

Ako su klipovi u ravnoteži, tada su pritisci $p_1$ i $p_2$ jednaki, stoga možemo izjednačiti desnu stranu izraza (1) i (2):

\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\lijevo(3\desno).\]

Odredimo koliki će biti modul sile primijenjene na prvi klip:

Iz formule (4) vidimo da je vrijednost $F_1$ veća od modula sile $F_2$ za $\frac(S_1)(S_2)$ puta.

I tako, koristeći hidrauličnu prešu, možete uravnotežiti mnogo veću silu sa malom silom. Odnos $\frac(F_1)(F_2)$ pokazuje povećanje snage.

Ovako radi štampa. Tijelo koje treba komprimirati postavlja se na platformu koja se oslanja na veliki klip. Koristeći mali klip oni stvaraju visok krvni pritisak u tečnost. Veliki klip, zajedno sa komprimiranim tijelom, podiže se, naslanja se na stacionarnu platformu koja se nalazi iznad njih, tijelo je komprimirano.

Iz malog cilindra u veliki, tečnost se pumpa ponovljenim kretanjem klipa male površine. Oni to rade na sljedeći način. Mali klip se podiže, ventil se otvara i tečnost se usisava u prostor ispod malog klipa. Kada mali klip spusti tečnost, primenjujući pritisak na ventil, on se zatvara, što otvara ventil, što omogućava da tečnost teče u veliku posudu.

Primjeri problema sa rješenjima

Primjer 1

Vježbajte. Koliki će biti dobitak na snazi ​​za hidrauličku presu ako, kada djeluje na mali klip (površina $S_1=10\ (cm)^2$) sa silom $F_1=800$ N, sila dobijena na veliki klip ($S_2=1000 \ (cm)^2$) jednako $F_2=72000\ $ N?

Kakav bi dobitak na snazi ​​postigao ovaj presa da nema sila trenja?

Rješenje. Dobitak na snazi ​​je omjer modula primljene sile i primijenjene:

\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(72000)(800)=90.\]

Koristeći formulu dobivenu za hidrauličnu prešu:

\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\lijevo(1.1\desno),\]

Nađimo dobitak na snazi ​​u odsustvu sila trenja:

\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(S_2)(S_1)=\frac(1000)(10)=100.\]

Odgovori. Dobitak na snazi ​​u presi u prisustvu sila trenja je jednak $\frac(F_2)(F_1)=90.$ Bez trenja bi bio jednak $\frac(F_2)(F_1)=100.$

Primjer 2

Vježbajte. Korištenje hidraulike mehanizam za podizanje, trebali biste podići teret mase $m$. Koliko puta ($k$) se mali klip mora spustiti za vrijeme $t$, ako u jednom trenutku spusti razmak $l$? Odnos površina klipova za podizanje je jednak: $\frac(S_1)(S_2)=\frac(1)(n)$ ($n>1$). Efikasnost mašine je $\eta $ kada je snaga njenog motora $N$.

Rješenje. Šematski dijagram Rad hidrauličnog lifta prikazan je na slici 2, sličan je radu hidraulične prese.

Kao osnovu za rješavanje problema koristimo izraz koji povezuje snagu i rad, ali u isto vrijeme uzimamo u obzir efikasnost lifta, tada je snaga jednaka:

Rad se obavlja na podizanju tereta, što znači da ćemo ga pronaći kao promjenu potencijalne energije tereta u tački gdje se počinje dizati ($E_(p1)$= 0) da je potencijalna energija nula, imamo:

gdje je $h$ visina na koju je teret podignut. Izjednačavajući desnu stranu formula (2.1) i (2.2), nalazimo visinu na koju je teret podignut:

\[\eta Nt=mgh\to h=\frac(\eta Nt)(mg)\levo(2.3\desno).\]

Pronalazimo rad koji je izvršila sila $F_0$ pri pomicanju malog klipa kao:

\[A_1=F_0l\ \lijevo(2.4\desno),\]

Rad koji izvrši sila koja pokreće veliki klip prema gore (pritišće hipotetičko tijelo) jednak je:

\[A_2=FL\ .\] \[A_1=A_2\to F_0l=FL\] \[\frac(F_0)(F)=\frac(L)(l)=\frac(S_1)(S_2)\ lijevo (2,5\desno),\]

gdje je $L$ udaljenost za koju se veliki klip pomiče u jednom udaru. Iz (2.5) imamo:

\[\frac(S_1)(S_2)=\frac(L)(l)\to L=\frac(S_1)(S_2)l\ \lijevo(2.6\desno).\]

Da bismo pronašli broj hodova klipa (koliko puta će se mali klip spustiti ili veliki podići), visinu tereta treba podijeliti s razdaljinom za koju se veliki klip pomiče u jednom hodu:

Odgovori.$k=\frac(\eta Ntn)(mgl)$

Razred 7 Lekcija br. 41 Datum

Tema: Pascalov zakon. Hidraulična presa.

Vrsta lekcije: Lekcija o učenju novog gradiva.

Ciljevi i zadaci lekcije:

· obrazovna svrha - uvesti Pascalov zakon , proširiti i produbiti znanja učenika na temu „Pritisak“, razgovarati o razlici između čvrstih materija, tečnosti i gasova; uvesti novi koncept „Hidraulična presa“, pomoći studentima da shvate praktični značaj i korisnost stečenih znanja i vještina.

· Razvojni cilj – stvoriti uslove za razvoj istraživačkih i kreativnih vještina; komunikacijske i saradničke vještine.

· Obrazovni cilj – doprinose usađivanju kulture umnog rada, stvaraju uslove za povećanje interesovanja za gradivo koje se proučava.

Oprema:

· prezentacija, video snimci

kartice sa individualnim zadacima

Napredak lekcije.

1.Org. moment.

Priprema učenika za rad na času. Prijem "Osmijeh"

2. Motivacija i postavljanje ciljeva i zadataka časa.

Demonstracija slajda sa slikama. Ciljevi naše lekcije su sljedeći:

Danas ćemo na času proučavati jedan od najvažnijih zakona prirode, Pascalov zakon. Svrha naše lekcije: proučiti zakon, kao i naučiti objasniti niz fizičkih pojava koristeći Pascalov zakon. Vidi primjenu zakona u praksi.

Proučiti fizičke osnove konstrukcije i rada hidraulične mašine;

Dajte koncept hidraulične prese i pokažite njenu praktičnu primjenu.

3. Proučite novu temu

Sva tijela su sastavljena od molekula i atoma. Posmatrali smo tri različita stanja agregacije materije i, na osnovu njihove strukture, razlikuju se po svojstvima. Danas ćemo se upoznati sa uticajem pritiska na čvrste, tečne i gasovite materije. Pogledajmo primjere:

Zabijamo ekser u dasku čekićem. šta vidimo? U kom pravcu deluje pritisak?

(Pod pritiskom čekića ekser ulazi u dasku. U pravcu sile. Daska i ekser su integralna čvrsta tijela.)

Uzmimo pijesak. Ovo je čvrsta zrnasta supstanca. Napunite cijev s klipom pijeskom. Jedan kraj cijevi je prekriven gumenim filmom. Pritisnemo klip i posmatramo.

(Pjesak pritišće zidove filma ne samo u smjeru sile, već i sa strane.)

Sada da vidimo kako se tečnost ponaša. Napunimo epruvetu tečnošću. Pritisnemo klip, posmatramo i upoređujemo sa rezultatima prethodnog eksperimenta.

(Film poprima oblik lopte, čestice tekućine se jednako pritiskaju u različitim smjerovima.)

Pogledajmo primjer plina. Hajde da naduvamo loptu.

(Pritisak se prenosi česticama zraka podjednako u svim smjerovima.)

Ispitivali smo uticaj pritiska na čvrste rasute, tečne i gasovite materije. Koje ste sličnosti primijetili?

(Za tečnosti i gasove pritisak deluje podjednako u različitim pravcima, a to je posledica nasumičnog kretanja ogromnog broja molekula. Kod čvrstih rasutih materija pritisak deluje u pravcu sile i u stranu.)

Objasnimo detaljnije proces prijenosa pritiska tekućinama i plinovima.

Zamislite da je cijev sa klipom ispunjena zrakom (gasom). Čestice u gasu su ravnomerno raspoređene po zapremini. Pritisnemo klip. Čestice koje se nalaze ispod klipa su sabijene. Zbog svoje pokretljivosti, čestice plina će se kretati u svim smjerovima, zbog čega će njihov raspored ponovno postati ujednačen, ali gušći. Zbog toga se pritisak gasa svuda povećava. To znači da se pritisak prenosi na sve čestice gasa.

Hajde da uradimo eksperiment sa Pascalovom loptom. Uzmimo šuplju loptu na raznim mjestima uske rupe, i spojite ga na cijev sa klipom.

Ako cijev napunite vodom i pritisnete klip, voda će istjecati iz svih rupa na kugli u obliku potočića. (Djeca iznose svoja nagađanja.)

Hajde da formulišemo opšti zaključak.

Klip pritiska na površinu vode u cijevi. Čestice vode koje se nalaze ispod klipa, sabijajući se, prenose svoj pritisak na druge slojeve koji leže dublje. Tako se pritisak klipa prenosi na svaku tačku tečnosti koja ispunjava loptu. Kao rezultat toga, dio vode se istiskuje iz lopte u obliku potoka koji teku iz svih rupa.

Pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi se bez promene na svaku tačku zapremine tečnosti ili gasa. Ova izjava se zove Pascalov zakon.

4. Konsolidacija: odgovorite na pitanja

1. Ako iz vazdušnog pištolja pucate u tvrdo kuvano jaje, metak će napraviti samo prolaznu rupu u njemu, dok će ostatak ostati netaknut. Ali ako pucaš u sirovo jaje, onda će se razbiti na komade. (Prilikom pucanja u kuhano jaje metak probija čvrsto tijelo, pa ono probija u smjeru leta jer se u tom smjeru prenosi pritisak.)

2. Zašto je eksplozija školjke pod vodom destruktivna za organizme koji žive u vodi? (Pritisak eksplozije u tekućini, prema Pascalovom zakonu, prenosi se podjednako u svim smjerovima i životinje mogu umrijeti od toga)

3. Zli duh, koji je u gasovitom stanju unutar začepljene boce, vrši snažan pritisak na njene zidove, dno i čep. Zašto duh udara na sve strane, ako u gasovitom stanju nema ni ruke ni noge? Koji zakon mu to dozvoljava? (molekule, Pascalov zakon)

4. Za astronaute se hrana priprema u polutečnom obliku i stavlja u epruvete sa elastičnim zidovima. Šta pomaže astronautima da istiskuju hranu iz cijevi?

(Paskalov zakon)

5. Pokušajte objasniti proces pravljenja staklenih posuda, kada se zrak upuhuje u kap rastopljenog stakla?

(Prema Pascalovom zakonu, pritisak unutar gasa će se prenositi podjednako u svim pravcima, a tečno staklo će se naduvati poput balona.)

Primjena Pascalovog zakona u praksi

Motivacija za proučavanje ove teme: “Hidraulična presa”

Vjerovatno ste primijetili situaciju: guma je probušena, vozač, koristeći uređaj, lako podiže automobil i mijenja oštećeni točak, uprkos činjenici da je automobil težak oko 1,5 tona.

Hajde da zajedno odgovorimo na pitanje: zašto je to moguće?

Koristi dizalicu. Dizalica je hidraulična mašina.

Mehanizmi koji rade uz pomoć neke vrste tečnosti nazivaju se hidraulični (grčki "gidor" - voda, tečnost).

Hidraulična presa je mašina za obradu materijala pritiskom, pogonjena komprimovanom tečnošću.

odgovori na pitanja.

v Jesu li cilindri i klipovi isti? Po čemu se razlikuju?

v Šta to znači: svaki klip radi svoje?

v Na kojem se zakonu zasniva rad hidraulične prese?

Dizajn hidraulične prese je zasnovan na Pascalovom zakonu. Dvije povezane posude napunjene su homogenom tekućinom i zatvorene sa dva klipa, čija su područja S1 i S2 (S2 > S1). Prema Pascalovom zakonu imamo jednakost pritisaka u oba cilindra: p1=p2.

p1=F1/S1, P2=F2/ S2 , F1/S1= F2/ S2, F1 S2=F2 S1

Kada hidraulička presa radi, stvara se dobitak u snazi ​​jednak omjeru površine većeg klipa prema površini manjeg.

F1/ F2 = S1/ S2.

Princip rada hidraulične prese.

Presovano tijelo je postavljeno na platformu spojenu na veliki klip. Mali klip stvara veliki pritisak na tečnost. Ovaj pritisak se prenosi bez promene na svaku tačku tečnosti koja puni cilindre. Dakle, isti pritisak djeluje na veći klip. Ali pošto je njegova površina veća, sila koja djeluje na njega bit će veća od sile koja djeluje na mali klip. Pod uticajem ove sile, veći klip će se podići. Kada se klip podigne, tijelo se naslanja na stacionarnu gornju platformu i stisne se. Manometar, koji mjeri pritisak tečnosti, je sigurnosni ventil koji se automatski otvara kada pritisak pređe dozvoljenu vrednost. Iz malog cilindra u veliki, tečnost se pumpa uzastopnim pokretima malog klipa.

Hidraulične prese koristi se tamo gde je potrebna veća sila. Na primjer, za cijeđenje ulja iz sjemena u uljarama, za presovanje šperploče, kartona, sijena. U metalurškim postrojenjima hidraulične prese koriste se u proizvodnji čeličnih osovina mašina, željezničkih kotača i mnogih drugih proizvoda. Moderne hidraulične prese mogu proizvesti stotine miliona njutna sile.

Milioni automobila opremljeni su hidrauličnim kočnicama. Desetine i stotine hiljada bagera, buldožera, dizalica, utovarivača i liftova opremljeni su hidrauličnim pogonom.

Koriste se u ogromnim količinama hidraulične dizalice i hidraulične prese za razne svrhe - od pritiskanja guma na garniture točkova vagona do podizanja rešetki pokretnog mosta kako bi se omogućilo brodovima da prolaze rijekama.

Demonstracija video klipa

5. Provjera razumijevanja: Odgovorite na pitanja testa.

7. Međusobna provjera: razmjena bilježnica i provjera

Opcija 1: 1c, 2b, 3a, 4d, 5d, 6d, 7d, 8a

Opcija 2: 1b, 2d, 3a, 4a, 5d, 6b, 7d, 8c

6. Sumiranje. Domaći. ξ 44,45, sastaviti uporednu tabelu: “Pritisak čvrstih materija, tečnosti i gasova”

Odgovorite na test pitanja.

Djelovanje štampe se zasniva na Pascalov zakon. Hidraulička presa se sastoji od dvije međusobno povezane posude napunjene tekućinom (obično tehničkim uljem) i zatvorene klipovima različitih veličina S 1 i S 2 (Sl. 1).

Vanjska sila koja djeluje na mali klip stvara pritisak

Prema Pascalovom zakonu, tečnost se prenosi u svim smjerovima bez promjene. Dakle, na drugi klip sa strane tečnosti deluje sila

(1)

Hidraulična presa daje povećanje u snazi ​​onoliko puta koliko je površina većeg klipa veća od površine malog klipa.

Sila F 1 se također mijenja potencijalna energija tečnosti u štampi. Ali pošto je gravitacija ove tečnosti mnogo manja od sile F 1. smatrali smo da je tečnost bestežinska. S tim u vezi, treba napomenuti da je u realnim uslovima jednačina (1) zadovoljena samo približno.

Štampa ne daje nikakvu korist u radu. Zaista, kada se mali klip spusti, sila radi A 1 = F 1 h 1, gdje je h 1 hod malog klipa. Dio tečnosti iz uskog cilindra se istiskuje u široki, a veliki klip se podiže za h 2. Rad sile F 2

(2)

Ali tečnost je nestišljiva. Prema tome, zapremine tečnosti koje se prenose iz jednog cilindra u drugi su jednake, tj.

Zamjenom ove jednačine i jednačine (1) u (2), dobijamo A 1 = A 2 .

Hidraulička presa vam omogućava da razvijete kolosalne sile i koristi se za prešanje proizvoda (od metala, plastike, iz raznih prahova), za probijanje rupa u metalnim limovima, za ispitivanje materijala na čvrstoću, za dizanje utega, za cijeđenje ulja iz sjemenki u ulju mlinovi, za presovanje šperploče, kartona, sijena. U metalurškim postrojenjima hidraulične prese koriste se za izradu čeličnih osovina mašina, željezničkih kotača i mnogih drugih proizvoda.