În lumea hidraulicii, unde o singură mișcare mică poate elibera forțe uriașe sau unde lichidele pot suporta o presiune enormă, există un principiu fundamental care stă la baza tuturor fenomenelor. Este vorba despre legea lui Pascal. Să vedem ce înseamnă aceasta și cum o putem aplica în viața de zi cu zi!
Elementele de bază ale sistemelor hidraulice
Mai întâi, însă, să trecem în revistă din nou, din ce elemente este alcătuit fiecare sistem hidraulic:
Lichide: În centrul fiecărui sistem hidraulic se află un fluid – de obicei ulei sau apă. Acestea se disting prin două proprietăți fundamentale: incompresibilitatea și vâscozitatea, adică sunt greu de comprimat și curg cu ușurință dintr-un loc în altul.
Actuatoare: Adică dispozitivele de acționare care transformă presiunea hidraulică în lucru mecanic. Fie că este vorba de ridicare, împingere sau tragere, cilindrii, pistoanele sau chiar motoarele transformă energia hidraulică în mișcare.
Supape: Prin deschidere, închidere sau reglare, supapele controlează cu mare precizie debitul lichidului în sistemul hidraulic.
Pompe: Elementele care asigură circulația lichidului, garanțiile funcționării sistemului.
Legea lui Pascal
Despre matematicianul și fizicianul francez pionier, Legea numită după Blaise Pascal stabilește la bază tot ceea ce știm despre hidraulică.
Esența legii lui Pascal constă în faptul că „Într-un lichid închis, incompresibil, presiunea exercitată în orice punct se propagă în mod uniform în toate direcțiile în interiorul lichidului, astfel încât raportul de presiune (diferența inițială) rămâne constant”. Ce înseamnă asta mai exact?
Să ne imaginăm un rezervor închis, umplut până la refuz cu un lichid incompresibil, cum ar fi apa sau uleiul hidraulic. Dacă exercităm o presiune asupra acestui lichid în orice punct al rezervorului, această presiune se propagă imediat, uniform și constant în toate direcțiile lichidului, adică presiunea crește în același mod în fiecare punct al rezervorului.
Știați asta? Blaise Pascal (1623, Clermont-Ferrand – 1662, Paris), matematician, fizician și filosof al religiei francez. Fiul unui matematician, a fost un copil minune, iar în 1640 a stârnit chiar și invidia lui René Descartes cu eseul său despre secțiunile conice.
În anii 1640 și 1650, a adus o contribuție semnificativă la fizică prin formularea legii lui Pascal, precum și la matematică prin studiul triunghiului aritmetic, inventarea unei mașini de calcul și dezvoltarea calculului diferențial. Datorită muncii sale din primii ani de activitate, este considerat fondatorul teoriei moderne a probabilităților.
Unitatea de măsură SI a presiunii, pascalul (Pa), a fost numită astfel în onoarea sa.
Aplicarea practică
Un sistem hidraulic elevator în acest caz, aceasta are ca rezultat faptul că presiunea exercitată asupra pistonului din cilindru este transmisă de acesta prin intermediul lichidului hidraulic și exercită o forță de aceeași mărime asupra unui piston mai mare, care ridică cu ușurință greutatea.
Sistemele hidraulice sunt, așadar, principiul transmiterii presiunii fluidului folosindu-se de aceasta, sunt capabili să-și sporească forțele, iar principiul conservării energiei pentru a transmite puterea pe distanțe uriașe și pentru a efectua cu finețe și precizie chiar și sarcini care necesită o forță enormă.
Iar legea lui Pascal, alături de paginile manualelor de fizică este prezent în toate domeniile vieții: de la macaralele cu turn și dispozitivele de ridicare de mare capacitate până la frânele hidraulice agile și eficiente din mașini sau chiar de pe bicicletele performante, legea lui Pascal stă la baza proiectării, funcționării și fiabilității nenumăratelor dispozitive hidraulice care ne modelează lumea modernă.
