หนึ่งในกฎที่สำคัญสำหรับการศึกษาของไหล (Fluid) โดยเฉพาะของไหลที่เปลี่ยนปริมาตรได้ยากอย่าง “ของเหลว (Liquid)” นั่นก็คือกฎของปาสคาล (Pascal’s Law)

กฎของพาสคาล pascals law

     ใจความสำคัญของกฎของปาสคาลคือ

  • ใช้งานได้ดี หรืออธิบายปรากฏการณ์เกี่ยวกับของไหลได้เฉพาะ “ของเหลว” แต่เพียงเท่านั้น เนื่องจากปริมาตรของของเหลวเปลี่ยนไปน้อยมาก เมื่อได้รับความดัน (แก๊สมักเปลี่ยนปริมาตรเมื่อได้รับความดัน)
  • หากในภาชนะที่บรรจุของเหวไม่มีแก๊สผสม หรือฟองอากาศ ความดันจะถ่ายทอดไปทุกๆ บริเวณในของเหลว รวมทั้งผนังภาชนะอีกด้วย
  • ความดันที่ถูกถ่ายทอดไปนั้นไม่สูญหาย

การประยุกต์ใช้กฎของปาสคาล

หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่นิยมพูดถึงเกี่ยวกับกฎของปาสคาล นั่นก็คือ เครื่องอัดไฮดรอลิก (Hydraulic Press Machine) โดยเป็นเครื่องมือถ่ายทอดแรงดันผ่านของเหลวที่บีบอัดได้ยาก หรือไม่ได้เลย ทำให้เกิดแรงดันที่ปลายอีกด้านหนึง

  • ของเหลวที่มักบรรจุในสายไฮดรอลิก ก็คือ น้ำมันไฮดรอลิก
เครื่องอัดไฮดรอลิก Hydraulic Press

จากรูป เมื่อออกแรงพยายาม F ในการยกรถที่มีน้ำหนัก W ความดันที่ถ่ายเทไปตามของเหลวจะไม่มีการสูญหาย แสดงว่าความดันปลายทั้งสองของสายไฮดรอลิกต้องมีขนาดเท่ากัน

P_{left} = P_{right}

\frac{F}{a} = \frac{W}{A}

\frac{W}{F}= \frac{A}{a}

เราเรียกอัตราส่วน $latex /frac{W}{F} ว่า “การได้เปรียบเชิงกลเชิงปฏิบัติ” 

และเรียกอัตราส่วน \frac{A}{a}  ว่า “การได้เปรียบเชิงกลเชิงทฤษฎี” (พื้นที่ไม่มีทางเปลี่ยนขนาดได้)

ประสิทธิภาพเชิงกล (Mechanical Advantage : MA)

เมื่อต้องการที่จะตรวจสอบว่าระบบหรือเครื่องกลมีประสิทธิภาพเพียงใด ต้องพิจารณางานที่ระบบทำได้ เทียบกับงานที่ใส่ให้กับระบบ ดังสมการ

eff_{MA} = \frac{Work_{out}}{Work_{in}}

หรือคิดเป็นเปอร์เซนต์ได้ดังนี้

\% eff_{MA} = \frac{Work_{out}}{Work_{in}} \times 100\%

หากการใส่งานให้กับระบบเกิดพร้อม ๆ กับที่ระบบให้งานกลับมาสามารถหาประสิทธิภาพเชิงกลได้จากเทอมของกำลัง (Power) ได้เช่นกัน

\% eff_{MA} = \frac{P_{out}}{P_{in}} \times 100\%