パスカルの法則によれば、密閉された容器内の流体に加えられる圧力は、流体内のすべてまたは任意の点に均等に分散され、すべての方向に作用します。パスカルの法則は、固体と液体の両方に当てはまります。
フランスの物理学者で数学者のブレーズ・パスカルがこの法則を提案しました。流体が静止しているとき、彼は同じ高さのすべての場所に同じ量の圧力がかかることに気付きました。圧力はベクトル量ではないため、どの方向にも割り当てることができないことがわかりました。流体を平衡状態で断面が均一な水平棒とすると、両端に等しくバランスのとれた力がかかることがわかります。ただし、水平棒に不均等な力がかかると想像すると、液体には正味の力と流れが発生します。結果として、液体は流れないため、すべての場所で同じ圧力下にあると述べるのは正しい.
パスカルの法則の式
パスカルの法則の式は
P =F/A
F =P × A
P =適用される圧力
F =フォース
A =断面積
パスカルの法則の簡単な例
簡単な例でパスカルの法則について理解します。
ピストンに力を加えることにより、液柱全体に 1000 Pa の圧力が伝達されます。ピストンの面積が 0.5 m2 の場合、加えられる力は?
解決策:
P =1000Pa
A =0.5 平方メートル、
パスカルの法則の式によると、
F =1000 × 0.5
F =500N
パスカルの法則の適用
パスカルの法則の応用はたくさんあります。それらは次のとおりです:
<オール>これは、流体全体の圧力分布が等しいという仮定に基づいて機能します。狭いシリンダー (A) が、非圧縮性流体で満たされた気密ピストンを備えた大きなシリンダー (B) に接続されています。パスカルの法則の数学的記述は、物体を持ち上げて動かすのに十分な力を生成するために、ピストン内の流体に加えることができる圧力の量を決定するのに役立ちます.
ピストン A の圧力がピストン B に伝達されると、ピストン B は機械や自動車などの大きな物体を持ち上げます。油圧リフト技術は、製造、建設、輸送など、さまざまな業界で使用されています。
- 油圧ジャッキ:密閉容器に分類される油圧ジャッキは、パスカルの法則の原則に従います。人々が大きな物体を移動するのを助けるために使用されます。
油圧ジャッキは、接続された大小の 2 つのシリンダーで構成されています。ハンドルを押し下げると、バルブが閉じ、流体が別のバルブを通ってより大きなシリンダーに流れ込み、負荷に大きな力が伝達されます。その結果、力が加えられると、シリンダーの容積と表面全体に圧力がかかると言えます。
ハンドルの上下動を繰り返すことにより、作動油がバッファタンクを小シリンダに流すことにより、荷重が適切に上昇します。油圧ジャッキは自動車分野で非常に有用であり、修理やメンテナンスのために車を地面から持ち上げるために頻繁に使用されます.
- 油圧ブレーキ:自動車に見られる油圧ブレーキ機構は、パスカルの法則の最も一般的な例の 1 つです。車が停止するのを目撃するたびに、パスカルの法則の原理が働いています。
自動車のブレーキシステムは、いくつかのコンポーネントで構成されています。ブレーキペダルを踏むと、マスターシリンダー内のピストンとロッドが動きます。ブレーキ ペダルからの圧力は、コンテナーに入れられたブレーキまたは作動油として知られる液体によって、ブレーキ ディスクまたはブレーキ ドラムに対して車の車輪に伝達されます。これらの力の成分間の摩擦力により、車両は停止します。車、バイク、トラックはすべて油圧ブレーキを採用しています。
- 油圧ポンプ:流体の動きは、機械エネルギーを油圧エネルギーに変換する油圧ポンプによって補助されます。ここで、パスカルの法則が再び作用します。
流体の排出は、油圧ポンプによって補助されます。小さなシリンダーが大きなシリンダーに接続されており、両方ともオイルで満たされています。油面は、小さなシリンダーに供給される圧縮空気によって絞り出されます。オイルはこの圧力をメイン シリンダーに伝達し、そこで巨大なピストンに作用して、車を持ち上げるのに十分強力な力を生成します。
車両部門では、油圧ポンプが一般的に使用されています。
- 航空機の油圧システム:油圧パワー システムは、フラップ、着陸装置、飛行制御面の管理を支援し、滑走路での飛行機の減速を支援します。
航空機の油圧システムは、3 つの重要な機械部品と作動油によって構成されています。わずかな量の作動油でも、大きな力の伝達に役立ちます。シリンダー/ピストンと接触する作動油には異なる圧力が存在します。オイルは高圧であるため、ピストンヘッドのどちらの側にもポンプで送ることができます。選択バルブは、流体の流れ方向を制御するために使用されます。
結論
流体圧力伝達の原理またはパスカルの原理として一般に知られているパスカルの法則は、重要な流体力学理論です。この法則は、1653 年にフランスの数学者で物理学者のブレイズ パスカルによって最初に述べられ、彼にちなんでパスカルの法則またはパスカルの原理として知られています。
閉じ込められた非圧縮性の静的流体内の任意の点での圧力の変化は、パスカルの法則に従って、液体全体にあらゆる方向に均等に伝播します。
