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液壓機帕斯卡定律

帕斯卡發現了液體傳遞壓強的基本規律,這就是著名的帕斯卡定律.所有的液壓機械都是根據帕斯卡定律設計的,所以帕斯卡被稱為“液壓機之父”。
在幾百年前,帕斯卡注意到一些生活現象,如沒有灌水的水龍帶是扁的.水龍帶接到自來水龍頭上,灌進水,就變成圓柱形了.如果水龍帶上有幾個眼,就會有水從小眼里噴出來,噴射的方向是向四面八方的.水是往前流的,為什么能把水龍帶撐圓?
通過觀察,帕斯卡設計了“帕斯卡球”實驗,帕斯卡球是一個壁上有許多小孔的空心球,球上連接一個圓筒,筒里有可以移動的活塞.把水灌進球和筒里,向里壓活塞,水便從各個小孔里噴射出來了,成了一支“多孔水槍”
帕斯卡球的實驗證明,液體能夠把它所受到的壓強向各個方向傳遞.通過觀察發現每個孔噴出去水的距離差不多,這說明,每個孔所受到的壓強都相同。
帕斯卡通過“帕斯卡球”實驗,得出著名的帕斯卡定律:加在密閉液體任一部分的壓強,必然按其原來的大小,由液體向各個方向傳遞。這就是歷史上有名的帕斯卡桶裂實驗。 一個容器里的液體,對容器底部(或側壁)產生的壓力遠大于液體自身的重量,這對許多人來說是不可思議的。我們知道,物體受到力的作用產生壓力,而只要某物體對另一物體表面有壓力,就存在壓強,同理,水由于受到重力作用對容器底部有壓力,因此水對容器底部存在壓強。液體具有流動性,對容器壁有壓力,因此液體對容器壁也存在壓強。
在初中階段,液體壓強原理可表述為:“液體內部向各個方向都有壓強,壓強隨液體深度的增加而增大,同種液體在同一深度的各處,各個方向的壓強大小相等;不同的液體,在同一深度產生的壓強大小與液體的密度有關,密度越大,液體的壓強越大。”
特點:加在封閉液體上的壓強能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。
同種液體在同一深度液體向各個方向的壓強都相等。
1.由于液體具有流動性,它所產生的壓強具有如下幾個特點:
(1)液體除了對容器底部產生壓強外,還對“限制”它流動的側壁產生壓強。固體則只對其支承面產生壓強,方向總是與支承面垂直。
(2)在液體內部向各個方向都有壓強,在同一深度向各個方向的壓強都相等。同種液體,深度越深,壓強越大。
(3)計算液體壓強的公式是p=ρgh。可見,液體壓強的大小只取決于液體的種類(即密度ρ)和深度h,而和液體的質量、體積沒有直接的關系。
(4)密閉容器內的液體能把它受到的壓強按原來的大小向各個方向傳遞。與重力無關。
2.容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等。容器底部受到液體的壓力F=pS=ρghS,其中“h”底面積為S,“hS”為高度為h的液柱的體積,“ρghS”是這一液柱的重力。因為液體有可能傾斜放置。 所以,容器底部受到的壓力其大小可能等于,也可能大于或小于液體本身的重力。若杯為上小下大,則液體對杯底的壓力大于液體本身的重力。若杯為上大下小,則液體對杯底的壓力小于液體本身的重力。若杯上下部分大小相等,則液體對杯底的壓力等于液體本身的重力。
在U型玻璃管內盛了有色的水,玻璃管一端用橡皮管連接一個開有小孔的金屬盒,金屬盒上蒙有一層橡皮膜。未對橡皮膜加壓時,U型兩管中的水面在同一高度上,用力壓橡皮膜時,跟盒相連的管中壓強變大,水面就下降,另一管中水面上升。加在橡皮模上的壓強越大,兩管中水面的高度差就越大。
壓強計的金屬盒放入水中時,根據兩管中水面的高度差就可以反應橡皮膜受到水的壓強的大小了。