প্যাসকেলের নীতি
বদ্ধ তরলকে চাপ দিলে সেই চাপ শুধু যেখানে দিয়েছেন সেখানে নয়, প্রতিটি দিকে সমানভাবে ঠেলে। এর মানে ছোট পিস্টনে ছোট বল বড় পিস্টনে বড় বলের মতো একই চাপ তৈরি করতে পারে — এভাবেই হাইড্রলিক লিফট বল গুণ করে।
সূত্র
F₂ / F₁ = A₂ / A₁
- F₁ — ইনপুট বল (N): ছোট পিস্টনে নিচমুখী চাপা বল
- A₁ — ইনপুট ক্ষেত্রফল (m²): ছোট পিস্টনের ক্ষেত্রফল
- F₂ — আউটপুট বল (N): বড় পিস্টনে উৎপন্ন বল
- A₂ — আউটপুট ক্ষেত্রফল (m²): বড় পিস্টনের ক্ষেত্রফল
সমাধান করা উদাহরণ
একটি হাইড্রলিক লিফটে ছোট পিস্টনের ক্ষেত্রফল 0.01 বর্গমিটার আর বড়টির 0.1 বর্গমিটার। ছোট পিস্টনে 10 নিউটন চাপ দিলে বড় পিস্টনে কত বল আসে?
- F₁ = 10 N
- A₁ = 0.01 m²
- A₂ = 0.1 m²
- F₂ = F₁ · (A₂ / A₁)
- F₂ = 10 N · (0.1 m² / 0.01 m²)
F₂ = 100 N
নিজেকে পরীক্ষা করুন
একই লিফটে ছোট পিস্টনে 20 N চাপ দিলে বড় পিস্টনে কত বল আসে?
- সঠিক উত্তর: 200 N
- 20 N
- 2000 N
ঠিক! ক্ষেত্রফলের অনুপাত এখনও 10, তাই 20 নিউটন গুণ 10 দেয় 200 নিউটন।
এই হাইড্রলিক লিফটে ভারী গাড়ি তুলতে সবচেয়ে কম বল ব্যবহার করতে কোন পিস্টনে চাপ দিতে হবে?
- বড় পিস্টনে, কারণ এর ক্ষেত্রফল 10 গুণ
- সঠিক উত্তর: ছোট পিস্টনে, কারণ এতে কম ইনপুট বল লাগে
- যেকোনো পিস্টনে — কোনো পার্থক্য নেই
ঠিক এমন! ছোট পিস্টনে ঠেলতে কম বল লাগে, আর সেই চাপ সঞ্চারিত হয়ে বড় পিস্টনে অনেক বড় বল তৈরি করে।
যেখানে এটি দেখবেন
মেরামতির গ্যারেজের হাইড্রলিক কার-লিফট এই নিয়মেরই রং-মাখা এক বাস্তব রূপ: মেকানিক ছোট একটি পিস্টনে মাঝারি একটি বলে ধাক্কা দেন, আবদ্ধ তেল সেই চাপ অক্ষুণ্ণভাবে সিস্টেমের প্রতিটি দেয়ালে পৌঁছে দেয়, আর গাড়ির নিচের বড় পিস্টন সেটিকে এমন বলে বদলে দেয় যা দুই টনের গাড়ি তুলতে যথেষ্ট। হাইড্রলিক ব্রেক, ডেন্টাল চেয়ার আর এক্সক্যাভেটরের বাহু — সবই কাজ করে একই বল-গুণক কৌশলে।
সাধারণ ভুল
সহজেই কল্পনা করা যায় তরল মূলত যে দিকে চাপা হলো সেদিকেই বেশি ঠেলে — আসলে আবদ্ধ তরল চাপ সব দিকে সমানভাবে সঞ্চারিত করে, তাই আউটপুট পিস্টন যেদিকেই মুখ করা থাকুক না কেন, পুরো ধাক্কাটাই পায়। আরও সূক্ষ্ম ফাঁদ হলো গুণিত বলকে ফ্রি শক্তি ভাবা: ক্ষেত্রফলের অনুপাত দশ হলে ছোট পিস্টনকে বড় পিস্টন যতটা ওঠে তার চেয়ে দশ গুণ বেশি পথ চলতে হয়, তাই ভেতরে দেওয়া কাজ বাইরে পাওয়া কাজের সমান থাকে এবং শক্তি সংরক্ষণের নিয়ম তেমনই খাটে।
এটি কীভাবে সংযুক্ত
এটি সরাসরি স্থিরতরল চাপের ওপরেই দাঁড়িয়ে আছে — একই চাপের ধারণা, কেবল এবার নিজের ওজনে চিপে থাকা তরলের বদলে এমন একটি আবদ্ধ তরলে প্রয়োগ করা হচ্ছে যাকে কেউ সক্রিয়ভাবে চেপে ধরছে। নিয়মটি যে লেনদেন করে — বল বহুগুণ হয় আর দূরত্ব সংকুচিত হয় — সেটিই হাইড্রলিক্সে দেখা দেওয়া শক্তি সংরক্ষণ: F₂ / F₁ = A₂ / A₁ হলো প্রবাহীর জন্য নতুন করে লেখা লিভারের নিয়ম। এরপর আর্কিমিডিসের নীতি আবার স্থির তরলে ফিরে আসে — আর তরল তাতে রাখা যেকোনো বস্তুকে যে ঊর্ধ্বমুখী ঠেলা দেয়, সেদিকে।