Паскаль закону (мыйзамы)
Катуу нерселердин басымы ар дайым бетке перпендикуляр аракет этерин көргөнбүз. Бул болсо катуу нерселердин басымы бир гана жакка багытталат дегенди билгизет.
Суюктуктардын жана газдардын бөлүкчөлөрүнүн башаламан тынымсыз кыймылда болушу, аларга берилген басым сырттан аракет эткен күчтүн багыты боюнча гана берилбестен, суюктуктун же газдын бардык чекиттерине бирдей берилерин түшүндүрөт. Суюктуктарда жана газдарда басымдын берилиши француз окумуштуусу Б. Паскаль тарабынан аныкталган. Анын мазмуну төмөнкү тажрыйбалардан ачык көрүнөт. Төмөндөгү сүрөттө ар кайсы жеринде кичине тешиктер бар көндөй шар көрсөтүлгөн.
Шар металлдан жасалган жана Паскаль шары деп аталат. Шарга поршени бар айнек түтүк бириктирилген. Эгер шарга суу куюп, поршенди түртсөк, анда суу шардын бардык тешиктеринен бирдей атылып чыгат. Эмне үчүн? Анткени поршень түтүктүн ичиндеги суунун 6етин кысат. Поршендин астындагы суунун бөлүкчөлөрү кысылып, поршендин басымын теренирээк жаткан башка катмарга беришет. Ошол эле учурда басым поршендин каптал беттерине да берилет.
Ошентип поршендин басымы шарды толтуруп турган суюктуктун ар бир чекитине берилет. Тажрыйбадан көрүнгөндөй суу тешиктерден бардык багыт боюнча бирдей атырылып чыгат. Ал поршендин кыймыл багытына көз каранды болбойт. Бул суюктуктун ичиндеги басым бардык багытка бирдей берилет дегенди билдирет. Эгер шарды түтүнгө толтуруп, поршенди жылдырсак, анын бардык тешиктеринен түтүн да бирдей чыга баштайт. Бул болсо, газдар да басымды бардык тарапка бирдей берет дегенди билгизет. Ушундай тажрыйбалардын негизинде Паскаль төмөнкүдөй жыйынтыкка келген.
Суюктуктарга же газдарга жасалган басым алардын ар бир чекитине бардык багыт боюнча бирдей берилет.
Бул Паскаль закону деп аталат. Ал 1653-жылы ачылган. Паскаль законунун маанисин толук түшүнүү үчүн заттын молекулалык түзүлүшү жөнүндөгү окууга кайрылабыз.
Суюктуктар менен газдардын айрым катмарлары жана майда бөлүкчөлөрү бардык багыт боюнча эркин кыймылдай алышат. Мисалы, табакка куюлган суунун үстүнкү бетин кыймылга келтириш үчүн акырын гана үйлөп коюу жетиштүү болот. Кичине эле жел болсо көл бетинде чыбырчык пайда болуп, суунун үстүнкү катмары көтөрүлө баштайт. Ал эми катуу нерселер мындай касиетке ээ болушпайт.
Төмөндөгү сүрөттө ичинде газы бар идиш көрсөтүлгөн. Газдын бөлүкчөлөрү идиштин бардык көлөмү боюнча бир калыпта бөлүштүрүлгөн.
Эгер идиштин жогорку учуна поршенди киргизип, газды бир аз кыссак, анда жогорку катмардагы бөлүкчөлөр мурдагыга караганда бир аз тыгыз жайланышат. Газдын бөлүкчөлөрү тынымсыз кыймылда болгондуктан, алар бардык багыт боюнча которулушуп, кайрадан бирдей жайгашып калышат. Бирок бул учурда бөлүкчөлөр бири бирине мурдагыдан алда канча жакындашат. Идиштин ичиндеги газдын басымы, анын ар бир чекитине бардык багыт боюнча бирдей берилиши ушундайча түшүндүрүлөт. Ушундай эле жыйынтыкты суюктуктун бөлүкчөлөрү боюнча да айтууга болот. Суюктукка жасалган басым анын капталына да, түбүнө да бирдей берилип, бирдей аракет жасайт.
Паскаль законунун турмушта коллонулушу
Физиканын башка закондоруна караганда Паскаль законунун турмуштагы мааниси өтө кенири жана колдонууга ынгайлуу. Адамдын жашоосуна керек болгон үй буюмдарынын жана куралдардын көпчүлүгүндө ушул закондун эрежелери аткарылат. Мисалы, үйдө, ашканаларда, чайканаларда колдонулуучу чайнектерде, кофе кайнаткычтарда, гүл сугаргычтарда, тамчылаткычтарда, автомашинлардын тормоздоочу түзүлүштөрүндө, көп кабаттуу үйлөрдүн суу түтүктөрүндө, кемелер жүрүүчү шлюздарда Паскаль законунун таасири даана байкалат. Эми ошолордун айрымдарын карап көрөлү.
Төмөндөгү сүрөттө штативге бекитилген эки ичке айнек түтүк көрсөтүлгөн. Алардын ылдыйкы учтары желим түтүк менен бириктирилген. Желим түтүктүн ортосун темир кыскыч менен бекитип, он жактагы түтүккө боёлгон суу куябыз. Эгер кыскычтан желим түтүктү бошотсок, суу желим аркылуу сол жактагы түтүккө агып, ал боюнча жогору көтөрүлөт. Бир аздан кийин эки түтүктөгү суунун денгээлдери бирдей абалга келип токтойт.
Мындай түзүлүш катыш идиштер деп аталат. Эгер он жактагы айнек түтүктүн ачык учуна груша деп аталган жел үйлөгүч шарды бириктирип, аба үйлөтсөк, абанын басымы сууга аракет жасап, аны ылдый көздөй басат. Суюктукта басым бардык тарапка бирдей берилгендиктен, сол жактагы түтүктөгү суу жогору көтөрүлөт. Мына ушунун өзү Паскаль законунун аткарылышын мүнөздөйт.
Үй турмушунда колдонулуп жүргөн чайнектер да катыш идиштердин мисалы боло алат. Чайнек суу куюлуучу идиштен жана анын чоргосунан турат. Чайнектин ичиндеги суунун денгээли менен чоргодогу суунун денгээли бирдей абалда болот. Чайнекти пайдалануу ыңгайлуу болсун үчүн анын оозу жана чоргонун учу бирдей бийиктикте болгондой жасалат. Эгер чоргонун учу чайнектин оозунан жапыз жайгашса, чайнекке толтура суу куюуга мүмкүн болбой калат. Анткени чайнекке толтура куюлган суунун бир бөлүгү чорго жакка өтөт да. анын денгээли оозунун денгээлинен жапыз болгондуктан, суу чорго аркылуу агып түшүп калат. Ал эми чоргонун денгээли чайнектин оозунун денгээлинен жогору болсо, андан суу куюу үчүн чайнекти өтө бийик кыйшайтып көтөрүү керек. Мында суу чоргодон эмес, чайнектин оозунан төгүлөт. Бул болсо катыш идиштердин касиетинин күндөлүк жашоодогу колдонулушун мүнөздөйт.
Техникада кеңири колдонулуучу айрым түзүлмөлөрдүн иштеши Паскаль законуна негизделген. Мисал катары автомобилдин гидравликалык токтоткучуна жана гидравликалык көтөргүчкө токтололу.
Төмөндөгү сүрөттө гидравликалык токтоткучтун схемасы көрсөтүлгөн. Педалды басканда башкы цилиндрдеги суюктук басымды бардык тарапка бирдей берип, токтоткуч колодка дисканы эки жагынан кып-чып калат да, дөнгөлөк айланбай токтойт.
Гидравликалык көтөргүч негизи туташ болгон эки идиштен турат. Анын бир ийини кууш, экинчиси жазы цилиндрлер. Алардын бирине аянты кичине, экинчисине аянты чон поршендер коюлган. Эгер көтөргүчтүн кичине поршенине F1 кучү менен аракет этсек, ал басым суюктук аркылуу берилип, экинчи поршенге аракет этет. Кичине поршендин аянты чон поршендин аянтынан канча эсе кичине болсо, чон поршенге аракет эткен күч кичине поршенге таасир эткен күчтөн ошончо эсе чон болот. Башкача айтканда
F2/F1 = S2/S1Эгер экинчи цилиндрдин аянты биринчиге караганда 20 эсе чон болсо, күчтөн 20 эсе утуш алабыз. Биринчи поршенге 100 кг жүк коюп, экинчи поршень аркылуу салмагы 2т автомашинаны көтөрүүгө болот.
Паскаль законунун (мыйзамынын) формуласы: P = F/S, бул жерде P - басым, F - күч, S - аянт.