Ta'rif
Gidravlik press suyuqliklarning harakat va muvozanat qonunlari asosida ishlaydigan mashina.
Paskal qonuni gidravlik pressning ishlash printsipiga asoslanadi. Ushbu qurilmaning nomi yunoncha gidravlika - suv so'zidan kelib chiqqan. Shlangi press - presslash (siqish) uchun ishlatiladigan gidravlik mashina. Gidravlik press ko'proq kuch talab qilinadigan joylarda, masalan, urug'lardan moyni siqib chiqarganda ishlatiladi. Zamonaviy gidravlik presslar yordamida $(10)^8$nyutongacha kuchga erishish mumkin.
Shlangi mashinaning asosi trubka bilan bog'langan pistonli turli radiusli ikkita silindrdan iborat (1-rasm). Pistonlar ostidagi silindrlardagi bo'shliq odatda mineral moy bilan to'ldiriladi.
Shlangi mashinaning ishlash printsipini tushunish uchun siz aloqa tomirlari nima ekanligini va Paskal qonunining ma'nosini eslab qolishingiz kerak.
Aloqa kemalari
Aloqa qiluvchi tomirlar bir-biriga bog'langan va suyuqlik bir idishdan ikkinchisiga erkin oqishi mumkin bo'lgan tomirlardir. Aloqa qiluvchi tomirlarning shakli boshqacha bo'lishi mumkin. Aloqa qiluvchi idishlarda, agar suyuqlikning erkin sirtlari ustidagi bosimlar bir xil bo'lsa, bir xil zichlikdagi suyuqlik bir xil darajada o'rnatiladi.
1-rasmdan ko'ramizki, konstruktiv jihatdan gidravlika mashinasi turli radiusli ikkita aloqa qiluvchi idishdan iborat. Tsilindrlardagi suyuqlik ustunlarining balandligi pistonlarga hech qanday kuch ta'sir qilmasa, bir xil bo'ladi.
Paskal qonuni
Paskal qonuni bizga bosim o'tkazganligini aytadi tashqi kuchlar suyuqlikka, uning barcha nuqtalariga o'zgarmagan holda uzatiladi. Ko'pgina gidravlik qurilmalarning harakati Paskal qonuniga asoslanadi: presslar, tormoz tizimlari, gidravlik haydovchilar, gidravlik kuchaytirgichlar va boshqalar.
Gidravlik pressning ishlash printsipi
Paskal qonuniga asoslangan eng oddiy va eng qadimiy qurilmalardan biri gidravlik press bo‘lib, unda kichik maydonga ega bo‘lgan $S_1$ porshenga tatbiq etilgan kichik $F_1$ kuch katta $F_2$ kuchiga aylanadi, u katta quvvatga ta'sir qiladi. maydoni $S_2$.
Birinchi raqamli piston tomonidan yaratilgan bosim:
Ikkinchi pistonning suyuqlikdagi bosimi:
Agar pistonlar muvozanatda bo'lsa, u holda $p_1$ va $p_2$ bosimlari teng, shuning uchun (1) va (2) ifodalarning o'ng tomonlarini tenglashtirishimiz mumkin:
\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\chap(3\o'ng).\]
Birinchi pistonga qo'llaniladigan kuch moduli qanday bo'lishini aniqlaymiz:
Formuladan (4) biz $F_1$ qiymati $F_2$ kuch modulidan $\frac(S_1)(S_2)$ marta katta ekanligini ko'ramiz.
Shunday qilib, gidravlik press yordamida siz juda katta kuchni kichik kuch bilan muvozanatlashingiz mumkin. $\frac(F_1)(F_2)$ nisbati kuchning oshishini ko'rsatadi.
Matbuot shunday ishlaydi. Siqilishi kerak bo'lgan tana katta pistonga tayanadigan platformaga joylashtiriladi. Kichik piston yordamida suyuqlikda yuqori bosim hosil bo'ladi. Katta piston siqilgan tanasi bilan birga ko'tariladi, ularning ustida joylashgan statsionar platformaga tayanadi, tanasi siqiladi.
Kichik silindrdan kattasiga suyuqlik kichik maydonli pistonning takroriy harakati bilan pompalanadi. Ular buni quyidagicha qilishadi. Kichik piston ko'tariladi, valf ochiladi va suyuqlik kichik piston ostidagi bo'shliqqa so'riladi. Kichkina piston suyuqlikni tushirganda, valfga bosim o'tkazib, u yopiladi, bu esa valfni ochadi, bu suyuqlikning katta idishga oqishini ta'minlaydi.
Yechimlari bilan muammolarga misollar
1-misol
Mashq qilish. Agar kichik porshenga (maydoni $S_1=10\ (sm)^2$) $F_1=800$ N kuch bilan taʼsir qilganda, katta porshenga olingan kuch gidravlik press uchun qanday kuchga ega boʻladi? ($S_2=1000 \ (sm)^2$) $F_2=72000\ $ N ga teng?
Agar ishqalanish kuchlari bo'lmasa, bu matbuot qanday kuchga erishadi?
Yechim. Qabul qilingan kuch modullarining qo'llaniladigan modulga nisbati kuchga ega:
\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(72000)(800)=90.\]
Shlangi press uchun olingan formuladan foydalanib:
\[\frac(F_1)(S_1)=\frac(F_2)(S_2)\left(1.1\o'ng),\]
Ishqalanish kuchlari bo'lmaganda kuchning kuchayishi topilsin:
\[\frac(F_2)(F_1)=\frac(S_2)(S_1)=\frac(1000)(10)=100.\]
Javob. Ishqalanish kuchlari ishtirokida pressda kuchning ortishi $\frac(F_2)(F_1)=90 ga teng.$ Ishqalanishsiz $\frac(F_2)(F_1)=100.$ ga teng bo'ladi.
2-misol
Mashq qilish. Shlangi ko'tarish mexanizmidan foydalanib, siz massasi $m$ bo'lgan yukni ko'tarishingiz kerak. Kichik pistonni $t$ vaqtida necha marta ($k$) tushirish kerak, agar bir vaqtning o'zida u $l$ masofani pasaytirsa? Lift pistonlari maydonlarining nisbati teng: $\frac(S_1)(S_2)=\frac(1)(n)$ ($n>1$). Dvigatel quvvati $N$ bo'lsa, mashinaning samaradorligi $\eta $ ni tashkil qiladi.
Yechim. Sxematik diagramma Shlangi ko'targichning ishlashi 2-rasmda ko'rsatilgan, u gidravlik pressning ishlashiga o'xshaydi.
Muammoni hal qilish uchun asos sifatida biz quvvat va ishni bog'lovchi iboradan foydalanamiz, lekin shu bilan birga biz liftning samaradorligini hisobga olamiz, keyin quvvat quyidagilarga teng bo'ladi:
Ish yukni ko'tarish maqsadi bilan amalga oshiriladi, ya'ni biz uni yukning potentsial energiyasidagi o'zgarish sifatida topamiz, biz yukning energiyasini u ko'tarila boshlagan nuqtada ko'rib chiqamiz ($E_(p1 )$=0) nol potentsial energiya bo'lishi uchun bizda quyidagilar mavjud:
bu yerda $h$ - yuk ko'tarilgan balandlik. (2.1) va (2.2) formulalarning o'ng tomonlarini tenglashtirib, biz yuk ko'tarilgan balandlikni topamiz:
\[\eta Nt=mgh\to h=\frac(\eta Nt)(mg)\chap(2.3\o'ng).\]
Kichik pistonni harakatlantirishda $F_0$ kuch bilan bajarilgan ishni quyidagicha topamiz:
\[A_1=F_0l\ \chap(2,4\o'ng),\]
Katta pistonni yuqoriga siljituvchi (gipotetik jismni siqib chiqaradigan) kuch tomonidan bajarilgan ish quyidagilarga teng:
\[A_2=FL\ .\] \[A_1=A_2\to F_0l=FL\] \[\frac(F_0)(F)=\frac(L)(l)=\frac(S_1)(S_2)\ chap (2,5\o'ng),\]
bu yerda $L$ - katta pistonning bir zarbada harakatlanish masofasi. (2.5) dan bizda:
\[\frac(S_1)(S_2)=\frac(L)(l)\to L=\frac(S_1)(S_2)l\ \chap(2.6\o'ng).\]
Piston zarbalari sonini (kichik piston necha marta pasayadi yoki kattasi ko'tariladi) topish uchun yukning balandligini katta piston bir zarbada harakatlanadigan masofaga bo'lish kerak:
Javob.$k=\frac(\eta Ntn)(mgl)$
2.5.2. Eng oddiy gidravlika mashinalari.
Gidravlik press. Karikaturachi
2.5.1. Bosim o'lchash asboblari
Pyezometrlar. Ikkala uchi ochilgan shisha naychalarni “mutlaqo” dam oladigan suyuqlikka botiramiz, shunda ularning pastki uchlari u nuqtalari bilan mos tushadi (2.11-rasm). Ochiq uchlari bo'lgan ikkala naychada suyuqlik bir xil balandlikka ko'tariladi, bu esa mos yozuvlar tekisligiga nisbatan suv tekisligida yotadi. Bu balandlik mutlaq bosim bilan emas, balki ortiqcha bosim bilan o'lchanadigan umumiy gidrostatik boshning balandligiga teng.
2.11-rasm. Bosimning taqsimlanish qonuni
"mutlaqo" statsionar suyuqlikda
Har ikki uchi ochiq, bosimni, aniqrog'i piezometrik balandlikni o'lchash uchun mo'ljallangan bunday quvurlarga piezometrik yoki piezometrik quvurlar deyiladi.
Piezometrlar nisbatan past bosimlarni o'lchash uchun javob beradi, chunki ... allaqachon naychadagi suv bilan u 10 m balandlikka ko'tariladi va nisbiy og'irligi 0,8 bo'lgan mineral moy 12,5 m gacha ko'tariladi.
Differensial bosim o'lchagichlari. Ikki nuqtada bosim farqini o'lchash uchun differensial bosim o'lchagichlari qo'llaniladi, ulardan eng oddiyi shaklli bosim o'lchagichdir (2.12-rasm).
Guruch. 2.12. Differensial bosim o'lchagich
Differensial bosim o'lchagichlari ikkala ortiqchani ham o'lchashi mumkin (2.11-rasm, A), va vakuum bosimi (2.11-rasm, b). Agar odatda simob bilan to'ldirilgan bunday bosim o'lchagich yordamida ulanish quvurlarini to'liq to'ldiradigan suyuqlikdagi bosim va zichlikdagi farq o'lchansa, u holda
Kichik gaz bosimini o'lchashda simob o'rniga spirt, kerosin, suv va boshqalar ishlatiladi.
Pyezometrlar va differensial bosim o'lchagichlar nafaqat tinch holatda, balki oqimdagi bosimni o'lchash uchun ishlatiladi.
0,2-0,3 dan yuqori bosimni o'lchash uchun mexanik bosim o'lchagichlari - bahor yoki membrana ishlatiladi. Ularning ishlash printsipi o'lchangan bosim ta'sirida ichi bo'sh buloq yoki membrananing deformatsiyasiga asoslanadi. Mexanizm orqali bu deformatsiya o'qga uzatiladi, bu esa kadranda o'lchanadigan bosim miqdorini ko'rsatadi.
Mexanik bosim o'lchagichlar bilan bir qatorda elektr bosim o'lchagichlari ham qo'llaniladi. Elektromanometrda sezgir element (sensor) sifatida membrana ishlatiladi. O'lchangan bosim ta'sirida membrana deformatsiyalanadi va uzatish mexanizmi orqali potansiyometr slaydni harakatga keltiradi, u ko'rsatgich bilan birga elektr zanjiriga kiradi.
Bosim birligi nisbati:
1da = 1kgf/sm 2 =10 m suv st. = 736,6 mm Hg. Art. = 98066,5 Pa 10 5 Pa.
1 kPa = 10 3 Pa; 1 MPa = 10 6 Pa.
Oddiy atmosfera bosimida (0,1033 MPa) balandlik suv uchun 10,33 m, benzin uchun 13,8 m (= 750 kg / m3), simob uchun 0,760 m va hokazo.
2.5.2. Eng oddiy gidravlika mashinalari. Gidravlik press. Karikaturachi
Gidravlik press. Matbuot texnologiyada metallarni bosim, presslash, shtamplash, briketlash, turli materiallarni sinab ko'rish va boshqalar bilan ishlov berishda texnologiyada zarur bo'lgan katta bosim kuchlarini yaratish uchun ishlatiladi.
Matbuot bir-biriga quvur liniyasi orqali ulangan, pistonli aloqa silindrlaridan iborat (2.13-rasm).
Guruch. 2.13. Gidravlik press diagrammasi
Tomirlardan birining maydoni ikkinchi tomirning maydonidan kichikroqdir. Agar 1-idishdagi pistonga kuch qo'llanilsa, uning ostida formula bo'yicha aniqlangan gidrostatik bosim hosil bo'ladi.
Paskal qonuniga ko'ra, bosim suyuqlikning barcha nuqtalariga, shu jumladan hududga ham uzatiladi. U kuch yaratadi
Orqali ifoda etsak, olamiz
Shunday qilib, kuch kichik qismdagi pistonga ta'sir qiluvchi kuchdan necha marta kattaroqdir, maydonning necha marta ko'proq maydon.
Quvvat odatda pistonli nasos yordamida yaratiladi, u suyuqlikni (yog ', emulsiya) press kamerasiga etkazib beradi. Quvvat piston va statsionar platforma o'rtasida joylashgan mahsulotni bosishi mumkin. Amalda ishlab chiqilgan kuch pistonlar va tsilindrlar orasidagi ishqalanishdan kelib chiqadigan kuchdan kamroq. Bu pasayish matbuot samaradorligi bilan hisobga olinadi -. Zamonaviy gidravlik presslar 100 000 tonnagacha yoki undan ko'p kuchlarni rivojlantiradi.
Matbuotning harakati asoslanadi Paskal qonuni. Shlangi press suyuqlik (odatda texnik moy) bilan to'ldirilgan va turli o'lchamdagi S 1 va S 2 pistonlar bilan yopilgan ikkita aloqa qiluvchi idishdan iborat (1-rasm).
Kichik pistonga ta'sir qiluvchi tashqi kuch bosim hosil qiladi
Paskal qonuniga ko'ra, u suyuqlik bilan barcha yo'nalishlarda o'zgarmagan holda uzatiladi. Shuning uchun suyuqlik tomondan ikkinchi pistonga kuch ta'sir qiladi
(1)
Gidravlik press kattaroq pistonning maydoni kichik pistonning maydonidan oshib ketganda, shuncha marta kuchga ega bo'ladi.
F 1 kuchi matbuotdagi suyuqlikning potentsial energiyasini ham o'zgartiradi. Ammo bu suyuqlikning tortishish kuchi F 1 kuchidan ancha past bo'lgani uchun. suyuqlikni vaznsiz deb hisobladik. Shu munosabat bilan shuni ta'kidlash kerakki, real sharoitda (1) tenglama faqat taxminan qondiriladi.
Matbuot ishda hech qanday foyda keltirmaydi. Haqiqatan ham, kichik piston tushirilganda, kuch A 1 = F 1 h 1 ishlaydi, bu erda h 1 - kichik pistonning zarbasi. Tor tsilindrdan suyuqlikning bir qismi keng silindrga siljiydi va katta piston soat 2 ga ko'tariladi. F 2 kuchining ishi
(2)
Ammo suyuqlik siqilmaydi. Binobarin, bir tsilindrdan ikkinchisiga o'tkazilgan suyuqliklarning hajmlari teng, ya'ni.
Bu tenglama va (1) tenglamani (2) ga almashtirib, A 1 = A 2 ni olamiz.
Gidravlik press sizga katta kuchlarni ishlab chiqishga imkon beradi va mahsulotlarni (metall, plastmassadan, turli xil kukunlardan) bosish, metall plitalardagi teshiklarni itarish, materiallarni mustahkamlik uchun sinash, og'irliklarni ko'tarish, moydagi urug'lardan moyni siqish uchun ishlatiladi. tegirmonlar, fanera, karton, pichan bosish uchun. Metallurgiya zavodlarida gidravlik presslar po‘lat mashina vallari, temir yo‘l g‘ildiraklari va boshqa ko‘plab mahsulotlarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
FAOLIYAT PRINSIBI VA TASNIFI
Shlangi press deyarli statik harakatga ega bo'lgan dastgohdir. Gidravlik pressning ishlash printsipi Paskal qonuniga asoslanadi. Umuman olganda, matbuot pistonlar (plungerlar) va ulangan quvur liniyalari bilan jihozlangan ikkita kameradan iborat (20.1-rasm, a). Agar pistonga 1 kuch qo'llang, keyin uning ostida bosim hosil bo'ladi. Paskal qonuniga ko'ra, bosim suyuqlik hajmining barcha nuqtalariga uzatiladi va odatdagidek katta piston asosiga yo'naltiriladi. 2 , ishlov beriladigan qismga bosim o'tkazadigan kuch hosil qiladi 3 .
Paskal qonuniga asoslanib,
Hudud maydondan qanchalik katta bo'lsa, kuch kuchdan ko'p marta kattaroqdir.
Shlangi pressning dizayn diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 20.1, b. Ishlaydigan silindr 4 , unda ishlaydigan piston harakat qiladi 5 , yuqori sobit ko'ndalang elementda o'rnatiladi 6 . Ikkinchisi ustunlar yordamida 7 qo'zg'almas o'zaro faoliyat elementga ulanadi 9 poydevorga o'rnatiladi. Pastroq 9 va yuqori 6 Ko'ndalang ustunlar ustunlar bilan birgalikda matbuot ramkasini tashkil qiladi. Ishlaydigan piston 5 harakatlanuvchi xoch elementga ulangan 8 , ustunlar bo'ylab yo'nalishga ega va faqat bitta yo'nalishda - pastga harakat qilishni aytadi. Harakatlanuvchi o'zaro faoliyat elementni ko'tarish uchun qaytib tsilindrlar o'rnatiladi 10 pistonlar bilan 11 .
Bosim ostida suyuqlikning oqishini oldini olish uchun silindrlar muhrlar bilan jihozlangan 12 .
Shlangi pressning asosiy parametri pressning nominal kuchi - press silindridagi suyuqlikning nominal bosimi va uning ishlaydigan pistonlarining faol maydoni mahsulotidir.
Texnologik maqsadga qarab, presslar bir-biridan asosiy komponentlarning dizayni, joylashuvi va miqdori, shuningdek, asosiy parametrlarning qiymati bo'yicha farqlanadi ( Z- qolip bo'shlig'ining ochiq balandligi; N- harakatlanuvchi ustunning to'liq zarbasi, - stol o'lchamlari).
Guruch. 20.1. Gidravlik press:
A- ishlash printsipi; b – dizayn diagrammasi; V– harakatlanuvchi yotoqli pressning diagrammasi
Texnologik maqsadiga ko'ra, gidravlik presslar metall uchun presslarga bo'linadi (20.2-rasm, A) va metall bo'lmagan materiallar uchun (20.2-rasm, b). O'z navbatida, metall presslar besh guruhga bo'linadi: zarb qilish va shtamplash uchun; ekstruziya uchun; varaqni shtamplash uchun; to'g'rilash va yig'ish ishlari uchun va metall chiqindilarini qayta ishlash uchun. Ko'rgazma turlarining xilma-xilligi tufayli biz nominal kuchlarning qiymatlarini taqdim etamiz, ularning eng keng tarqalgani.
Birinchi guruh presslari orasida biz quyidagilarni nomlashimiz mumkin: zarb qilish - tayanch qoliplarida shtamplash bilan erkin zarb qilish; shtamplash (masalan, 26.3-rasmga qarang) - magniy va alyuminiy qotishmalaridan tayyorlangan qismlarni issiq hajmli shtamplash; pirsing - yopiq matritsadagi po'lat blankalarni chuqur issiq pirsing; broshlash - po'lat zarblarni halqalar orqali tortib olish.
Guruch. 20.3. Shlangi press tsilindrlarining turlari:
A- piston turi; b- differensial piston turi; V- piston turi
Preslarning ikkinchi guruhidan trubkali va rod-profilli presslarni - rangli qotishma va po'latni presslashni qayd etishimiz mumkin.
Uchinchi guruhdan biz presslarni nomlaymiz: bir ta'sirli varaqni shtamplash presslari (masalan, 26.5-rasmga qarang), ; chizma - silindrsimon qismlarni chuqur chizish; kauchuk bilan shtamplash uchun, ; qalin qatlamli materialni boncuklar, gardishlar, bukishlar va shtamplash uchun; bükme - qalin qatlamli materialni issiq holatda egish.
Beshinchi guruhdan biz metall talaşlari va metall parchalari kabi chiqindilarni siqish uchun to'plash va briketlash presslarini qayd etamiz. Metall bo'lmagan materiallar uchun gidravlik presslarga kukunlar, plastmassalar va yog'ochdan yasalgan choyshablar va taxtalarni bosish uchun presslar kiradi.
Gidropressning texnologik maqsadi yotoq konstruktsiyasini (ustunli, ikki ustunli, bir ustunli, maxsus), silindrlarning turini, konstruktsiyasini va sonini (plunger, differentsial piston, piston va boshqalar) belgilaydi.
Eng ko'p ishlatiladigan vertikal tekislikda harakatlanuvchi qismlarga ega bo'lgan to'rtta ustunli sobit ramka (20.1-rasmga qarang). b). Ba'zan press ramkasi harakatlanuvchi qilib qo'yiladi (20.1-rasm, V).
Shaklda. 20.3-rasmda silindrlarning asosiy turlari ko'rsatilgan. Plunger va differensial piston tipidagi tsilindrlar bitta ta'sirli silindrlardir. Differensial piston tipidagi ishchi tsilindr, masalan, igna ishlaydigan pistondan (quvur va novda presslari) o'tishi kerak bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Piston tipidagi tsilindrlar ko'pincha yog 'ishchi suyuqlik sifatida ishlatilganda ishlatiladi. Bunday holda, pistonning sızdırmazlık elementi piston halqalari bo'ladi. Piston tipidagi silindr ikki ta'sirli silindrdir.
Pastki ishlaydigan silindrli va qattiq ramkaga ega bo'lgan pressda qaytib tsilindrlar bo'lmasligi mumkin, bu holda harakatlanuvchi qismlar o'z vazni ta'sirida asl holatiga qaytadi; Ishchi tsilindr to'ldirish idishiga ulangan.
Ishlaydigan tsilindrlarning soniga ko'ra, presslar bir, ikki, uch va ko'p silindrli bo'linadi.
Diqqat! Sayt ma'muriyati kontent uchun javobgar emas uslubiy ishlanmalar, shuningdek Federal davlat ta'lim standartini ishlab chiqishga muvofiqligi uchun.
- Ishtirokchi: Kolesnikov Maksim Igorevich
- Rahbar: Shcherbinina Galina Gennadievna
Kirish
Paskal qonuni 1663 yilda ma'lum bo'ldi. Aynan shu kashfiyot 750 000 kPa dan yuqori bosimli superpresslar, gidravlik haydovchi yaratish uchun asos bo'ldi, bu esa o'z navbatida zamonaviy reaktiv samolyotlarni boshqaradigan gidravlik avtomatlashtirishning paydo bo'lishiga olib keldi. kosmik kemalar, raqamli boshqariladigan mashinalar, kuchli samosvallar, kon kombaynlari, preslar, ekskavatorlar... Shunday qilib, Paskal qonuni katta qo'llanildi. zamonaviy dunyo. Biroq, bu mexanizmlarning barchasi juda murakkab va mashaqqatli, shuning uchun men o'zimni ishontirish va sinfdoshlarimni ishontirish uchun Paskal qonuniga asoslangan qurilmalar yaratmoqchi bo'ldim, ularning ko'pchiligi bizni qurshab olganimizda "qadimiylikka" vaqt sarflashni ahmoqlik deb hisoblaydilar. zamonaviy qurilmalar tomonidan ushbu mavzu hali ham qiziqarli va dolzarb. Bundan tashqari, o'z-o'zidan yaratilgan qurilmalar, qoida tariqasida, qiziqish uyg'otadi, odamni o'ylaydi, xayol qiladi va hatto "chuqur antiklik" kashfiyotlariga turli ko'zlar bilan qaraydi.
Ob'ekt Mening tadqiqotim Paskal qonunidir.
Ishning maqsadi: Paskal qonunining eksperimental tasdiqlanishi.
Gipoteza: Paskal qonunini bilish qurilish uskunalarini loyihalash uchun foydali bo'lishi mumkin.
Ishning amaliy ahamiyati: Mening ishim o'rta maktabning 7-sinfida fizika darslarida namoyish qilish uchun tajribalarni taqdim etadi o'rta maktab. Ishlab chiqilgan eksperimentlar hodisalarni o'rganishda sinfda ham (umid qilamanki, bu fizikani o'rganishda ba'zi tushunchalarni shakllantirishga yordam beradi) va talabalar uchun uy vazifasi sifatida ko'rsatilishi mumkin.
Taklif etilgan o'rnatishlar universaldir, bir nechta tajribalarni namoyish qilish uchun foydalanish mumkin.
1-bob. Bizning barcha qadr-qimmatimiz fikrlash qobiliyatidadir
Blez Paskal (1623-1662) - frantsuz matematigi, mexaniki, fizigi, yozuvchisi va faylasufi. Fransuz adabiyotining klassikasi, matematik analiz, ehtimollar nazariyasi va proyektiv geometriya asoschilaridan biri, hisoblash texnikasining ilk namunalarini yaratuvchisi, gidrostatikaning asosiy qonunining muallifi. Paskal fizika tarixiga gidrostatikaning asosiy qonunini o'rnatish orqali kirdi va Torisellining mavjudligi haqidagi taxminini tasdiqladi. atmosfera bosimi. SI bosim birligi Paskal nomi bilan atalgan. Paskal qonunida aytilishicha, suyuqlik yoki gazga ta'sir qiladigan bosim barcha yo'nalishlarda o'zgarmagan holda istalgan nuqtaga uzatiladi. Hatto mashhur Arximed qonuni ham Paskal qonunining alohida holatidir.
Paskal qonunini suyuqlik va gazlarning xossalari yordamida tushuntirish mumkin, ya'ni: suyuqlik va gaz molekulalari idishning devorlariga urib, bosim hosil qiladi. Bosim molekulalarning kontsentratsiyasi ortishi (kamayishi) bilan ortadi (pasayadi).
Paskal qonunining ishlashini tushunish uchun keng tarqalgan muammo mavjud: miltiqdan otilganda qaynatilgan tuxumda teshik hosil bo'ladi, chunki bu tuxumdagi bosim faqat uning harakat yo'nalishi bo'yicha uzatiladi. Xom tuxum bo'laklarga bo'linadi, chunki Paskal qonuniga ko'ra suyuqlikdagi o'qning bosimi barcha yo'nalishlarda teng ravishda uzatiladi.
Aytgancha, ma'lumki, Paskalning o'zi o'zi kashf etgan qonundan foydalanib, o'z tajribalari davomida shprits va gidravlik press ixtiro qilgan.
Paskal qonunining amaliy ahamiyati
Ko'pgina mexanizmlarning ishi Paskal qonuniga turlicha asoslanadi, gazning siqilish va bosimni barcha yo'nalishlarda teng o'tkazish qobiliyati kabi xususiyatlari topilgan; keng qo'llanilishi turli texnik qurilmalarni loyihalashda.
- Shunday qilib, siqilgan havo suv osti kemasida uni chuqurlikdan ko'tarish uchun ishlatiladi. Sho'ng'in paytida suv osti kemasi ichidagi maxsus tanklar suv bilan to'ldiriladi. Qayiqning og'irligi ortadi va u cho'kib ketadi. Qayiqni ko'tarish uchun bu tanklarga siqilgan havo quyiladi, bu esa suvni siqib chiqaradi. Qayiqning og'irligi kamayadi va u yuqoriga suzadi.
1-rasm. Yer yuzasida suv osti kemasi: asosiy ballast tanklari (CBT) to'ldirilmagan
2-rasm. Suv osti kemasi suv ostida: Markaziy shahar kasalxonasi suv bilan to'ldirilgan
- Siqilgan havo ishlatadigan qurilmalar pnevmatik deb ataladi. Bularga, masalan, asfaltni ochish, muzlatilgan tuproqni yumshatish, maydalash uchun ishlatiladigan bolg'acha kiradi. toshlar. Siqilgan havo ta'sirida jak bolg'a cho'qqisi katta halokatli kuchning daqiqasiga 1000-1500 zarba beradi.
- Ishlab chiqarishda metallarni zarb qilish va qayta ishlash uchun pnevmatik bolg'a va pnevmatik press ishlatiladi.
- Havo tormozlari yuk mashinalari va temir yo'l transport vositalarida qo'llaniladi. Metro vagonlarida eshiklar siqilgan havo yordamida ochiladi va yopiladi. Transportda havo tizimlaridan foydalanish, tizimdan havo sizib chiqsa ham, kompressorning ishlashi tufayli to'ldirilishi va tizimning to'g'ri ishlashi bilan bog'liq.
- Ekskavatorning ishlashi ham Paskal qonuniga asoslanadi, bunda uning bomlari va chelaklarini haydash uchun gidravlik silindrlar ishlatiladi.
2-bob. Ilmning ruhi uning kashfiyotlarini amalda qo'llashdir
Tajriba 1 (video, taqdimotda ushbu qurilmaning ishlash printsipini modellashtirish usuli)
Paskal qonunining harakatini suyuqlik (suv) bilan bir xilda to'ldirilgan ikkita tutashgan chap va o'ng silindrlardan tashkil topgan laboratoriya gidravlik pressining ishida kuzatish mumkin. Ushbu tsilindrlardagi suyuqlik darajasini ko'rsatadigan vilkalar (og'irliklar) qora rangda ta'kidlangan.
Guruch. 3 Gidravlik pressning diagrammasi
Guruch. 4. Gidropressni qo'llash
Bu erda nima bo'ldi? Biz chap tsilindrdagi vilkani bosdik, bu silindrdan suyuqlikni o'ng tsilindrga majbur qildi, buning natijasida pastdan suyuqlik bosimini boshdan kechirayotgan o'ng silindrdagi vilka ko'tarildi. Shunday qilib, suyuqlik o'tkaziladigan bosim.
Men xuddi shu tajribani, faqat bir oz boshqacha shaklda, uyda o'tkazdim: bir-biriga ulangan ikkita tsilindr bilan tajriba namoyishi - bir-biriga ulangan va suyuqlik-suv bilan to'ldirilgan tibbiy shpritslar.
Gidropressning konstruksiyasi va ishlash prinsipi umumta’lim maktablari uchun 7-sinf darsligida,
Tajriba 2 (video, taqdimotda ushbu qurilmaning yig'ilishini namoyish qilish uchun modellashtirish usulidan foydalangan holda)
Oldingi tajribani ishlab chiqishda, Paskal qonunini ko'rsatish uchun men yog'ochdan yasalgan mini-ekskavatorning modelini ham yig'dim, uning asosi suv bilan to'ldirilgan pistonli silindrlardir. Qizig'i shundaki, men ekskavatorning bumini va chelakini ko'taradigan va tushiradigan pistonlar sifatida uning qonunini tasdiqlash uchun Blez Paskalning o'zi ixtiro qilgan tibbiy shpritslardan foydalanardim.
Shunday qilib, tizim 20 ml lik oddiy tibbiy shpritslardan (boshqaruv tutqichlarining funktsiyasi) va 5 ml lik bir xil shpritslardan (porshenlarning funktsiyasi) iborat. Men bu shpritslarni suyuqlik - suv bilan to'ldirdim. Shpritslarni ulash uchun tomchilar tizimi ishlatilgan (muhrlashni ta'minlaydi).
Ushbu tizimning ishlashi uchun biz qo'lni bir joyda bosamiz, suv bosimi pistonga, vilkaga uzatiladi, vilka ko'tariladi - ekskavator harakatlana boshlaydi, ekskavator bomu va chelak tushiriladi va ko'tariladi.
Bu tajribani A.V.Perishkinning 7-sinf darsligining 36-beti, 87-betidan keyin berilgan savolga javob berish orqali ko'rsatish mumkin: “Suyuqlik va gazlar orqali bosim o'tkazishning o'ziga xosligini ko'rsatish uchun qanday tajribadan foydalanish mumkin?” ishlatiladigan materiallarning mavjudligi nuqtai nazari Va amaliy qo'llash Paskal qonuni.
Tajriba 3 (video)
Quvurga piston (shprits) bilan ko'p kichik teshiklari bo'lgan ichi bo'sh sharni (pipetka) biriktiramiz.
Balonni suv bilan to'ldiring va pistonni bosing. Quvurdagi bosim kuchayadi, suv barcha teshiklardan oqib chiqa boshlaydi va suvning barcha oqimlarida suv bosimi bir xil bo'ladi.
Agar siz suv o'rniga tutun ishlatsangiz, xuddi shunday natijaga erishish mumkin.
Bu tajriba Paskal qonunining klassik namoyishidir, lekin har bir talaba uchun mavjud bo'lgan materiallardan foydalanish uni ayniqsa samarali va esda qolarli qiladi.
Xuddi shunday tajriba umumta’lim maktablari uchun 7-sinf darsligida ham tasvirlangan va sharhlangan.
Xulosa
Musobaqaga tayyorgarlik ko'rishda men:
- men tanlagan mavzu bo'yicha nazariy materialni o'rgandim;
- uy qurilishi qurilmalarini yaratdi va quyidagi modellarda Paskal qonunining eksperimental sinovini o'tkazdi: gidravlik press modeli, ekskavator maketi.
Xulosa
17-asrda kashf etilgan Paskal qonuni bizning davrimizda inson mehnatini engillashtiradigan texnik qurilmalar va mexanizmlarni loyihalashda dolzarb va keng qo'llaniladi.
Umid qilamanki, men to'plagan o'rnatmalar mening do'stlarim va sinfdoshlarim uchun qiziqish uyg'otadi va menga fizika qonunlarini yaxshiroq tushunishga yordam beradi.