Qual è il principio e gli esempi di Pascal

La dinamica del pianeta è governata da una serie di principi fisico-matematici che vengono rigorosamente osservati giorno per giorno, tra i quali abbiamo il principio di Pascal, noto anche come Legge di Pascal, poiché è un principio adempiuto senza eccezioni, direttamente correlato ad alcuni dei le più importanti generalizzazioni universali della Termodinamica.

Qual è il principio di Pascal?

In modo letterale, l’affermazione del principio di Pascal si legge così: La pressione esercitata in un punto su un fluido non comprimibile – contenuto in un contenitore chiuso a pareti indeformabili – viene trasmessa proporzionalmente, con la stessa intensità, a tutti i punti in cui si distribuiscono le particelle di detto fluido.

Leggendo in dettaglio questa affermazione, alcuni termini in essa contenuti devono essere specificati per comprendere lo sfondo della realtà fisica che cerca di generalizzare il principio di Pascal:

  • È necessario definire cosa un “fluido non comprimibile o incomprimibile“, Così come cosa si intende per” contenitore con pareti indeformabili “. I fluidi possono essere definiti in base alle proprietà inerenti alla loro capacità di compressione, e possono quindi essere fluidi comprimibili e incomprimibili. I primi sono suscettibili di espansione o riduzione del loro volume a causa della pressione esercitata su di essi, appartenenti a questa linea tutte quelle sostanze che si trovano allo stato gassoso. Tra queste ultime rientrano tutte quelle sostanze non suscettibili di variazioni di volume dovute a variazioni di pressione, essendovi liquidi e solidi, in genere.
  • Un’altra delle condizioni per l’adempimento del principio di Pascal è correlata a l’inclusione di questo fluido incomprimibile in un contenitore chiuso e indeformabile, intesa come indeformabile, la proprietà di mantenere una forma prestabilita anche se l’oggetto è sottoposto agli effetti della pressione.

Le conseguenze del principio di Pascal in questioni relative alla vita di tutti i giorni, ci portano a presentare una serie di esempi di come questa legge viene applicata nella nostra vita quotidiana, molti dei quali sono di uso fondamentale in ingegneria e sono legati alle azioni dove è richiesto un movimento fluido e uniforme, esercitando una forza moderata che si traduce in un’azione di grande forza. Vediamo alcune delle sue applicazioni:

Pressa idraulica

Lo sviluppo meccanico del principio di Pascal, che serve come esempio base dell’uso pratico di questa legge, da cui derivano molti altri esempi di trasferimento pratico nel mondo dell’ingegneria, è la ben nota pressa idraulica quotidiana.

Il progetto di base di una pressa idraulica consiste in un dispositivo composto da due cilindri coperti dai rispettivi pistoni, ma la cui superficie è diversa tra i due. Il dispositivo è una scatola chiusa, indeformabile, riempita con un fluido incomprimibile (acqua, olio) che è a pieno contatto con le superfici interne di ciascuno dei due pistoni.

Se una certa forza viene esercitata dall’esterno sul pistone di diametro inferiore, questa forza viene trasmessa completamente, e immediatamente, sul fluido che si trova all’interno del dispositivo, al di sotto di detto pistone, e il pistone si sposta entrando nel dispositivo; quindi, praticamente istantaneamente, la forza esercitata sul fluido a contatto con lo stantuffo di area minore viene distribuita, a sua volta, uniformemente su tutto il fluido, esercitando una pressione sulle pareti indeformabili del dispositivo, e allo stesso modo sulla parte interna superficie dello stantuffo di diametro maggiore che di conseguenza si sposta fuori dal dispositivo.

La forza esercitata sul primo pistone sotto forma di pressione viene trasmessa secondo il principio di Pascal attraverso il fluido che riempie la pressa e genera il movimento del pistone più grande, in direzione opposta alla pressione esercitata nel punto iniziale.

La formula matematica generale che governa questo processo, e tutti gli esempi che ne derivano, è la seguente:

F1 / A1 = F2 / A2, dove F è la forza esercitata sulla superficie dei pistoni e A è la loro area. La forza di pressione idraulica, misurata come conseguenza dell’applicazione del principio di Pascal, si chiama “Pascal”, e fa parte del Sistema Internazionale di Pesi e Misure, definito in termini fisici come il valore di un Newton (unità di forza) per metro quadro.

Diamo uno sguardo ad alcuni degli altri sviluppi ingegneristici quotidiani in cui si applica anche il principio di Pascal.

Freni idraulici

I noti ABS, o sistemi di frenatura antibloccaggio, sono una delle principali applicazioni di questa legge universale. Sono costituiti appunto da un sistema a pistoni con un fluido viscoso interno che minimizza gli attriti dovuti a frenate brusche, impedendo al veicolo di destabilizzarsi e slittare.

Servosterzo nei veicoli a motore

Come nel caso precedente -e a differenza dei vecchi sterzanti meccanici- gli autoveicoli con servosterzo hanno un impianto idraulico basato su questo stesso principio, garantendo scorrevolezza e poca resistenza ai cambi di direzione esercitati dal volante del veicolo., A differenza del quei veicoli il cui sterzo è puramente meccanico, dove il conducente deve esercitare tutta la forza direttamente sul volante per effettuare il cambio di orientamento.

Martinetto idraulico

Un altro esempio di come il principio di Pascal sia in grado di facilitare le attività quotidiane è lo sviluppo del martinetto idraulico, che solleva carichi specifici in modo progressivo e senza troppi sforzi.

Sollevatore idraulico del carico

Secondo lo stesso principio precedente, ma in misura molto maggiore, lo sviluppo del montacarichi idraulico è in grado di sollevare grandi masse con uno sforzo proporzionalmente ridotto.

Altri esempi

Ci sono molti usi pratici derivati ​​da questo principio. Oltre a quelli sopra specificati, puoi anche nominare i sistemi di raffreddamento dei nostri frigoriferi, ponti idraulici, bracci idraulici per la chiusura controllata delle porte, compattatori idraulici di rifiuti (camion per la pulizia urbana), e anche i pneumatici o le gomme dei nostri veicoli, poiché tutti rispettano questa legge.

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