گروه علمی تحقیقاتی مریخ نورد

تمام قطعه های هیدرولیکی (که با نیروی محرکه آب کار می کنند) بر پایه ی اصل پاسکال برای وارد کردن نیروی زیاد استوارند. پاسکال، این اصل بنیادی را کشف کرد:

مثال: بهترین مثال برای فهم اصل پاسکال، پیستون آبی است.

اگر نیروی F₁ به پیستونی با مساحت A₁ وارد شود، فشار در سیال به نسبت F₁/A₁ افزایش می یابد. برای تعادل مایع، فشار رو به بالای مایع روی پیستونی به مساحت A₂ باید با فشار رو به پایینی متعادل شود. با استفاده از اصل پاسکال داریم:

بر اثر جابجایی سیلندر طرف چپ، حجمی از سیال به مقدار A₁×h   جا به جا می شود. چون سیال، تراکم ناپذیر است، حجم سیال جا به جا شده در طرف دوم نیز همین مقدار است. اگر جابه جایی پیستون دوم H باشد:

بالابر (جک) هیدرولیکی ماشین:

بالابر هیدرولیکی ماشین، مثالی از زیاد شدن نیرو توسط فشار هیدرولیکی است و بر اساس اصل پاسکال کار می کند. سیال در یک سیلندر کوچک باید بیش تر از فاصله ای که ماشین بالا می رود، حرکت کند.

برای مثال، اگر سیلندر قسمت بالابر پیستون دارای قطر25 cm   و قطر سیلندر کوچک 1.25 cm  باشد، نسبت مساحت ها 400 خواهد بود؛ بنابراین فشار هیدرولیکی باعث افزایش 400 برابری نیرو می شود. برای بلند کردن ماشین 6000 نیوتنی باید یک نیروی 6000 N/400=15 N  روی سیال در سیلندر کوچک برای بلند کردن ماشین وارد شود. بنابراین، برای 10 cm  بالا بردن ماشین، مجبورید سیال (در ماشین، روغن) را 400* 10 cm =40 m  حرکت دهید. این کار با تلمبه کردن روغن در سیلندر کوچک با یک کمپرسور کوچک امکان پذیر است.

فشار هیدرولیکی:

افزایش نیرو می تواند با به کاربردن فشار طبق اصل پاسکال به دست آید:

P₁ = P₂

این اصل اجازه بلند کردن بار سنگین با نیروی کوچک را می دهد؛ البته افزایش در مقدار کار انجام شده نیز می تواند وجود داشته باشد. بنابراین در یک مورد ایده آل بدون هیچ اتلاف توسط اصطکاک داریم:

W_ورودی = W_خروجی

منبع: تبیان