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液压机帕斯卡定律

日期:2016-03-29 

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帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律,这就是著名的帕斯卡定律.所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的,所以帕斯卡被称为“液压机之父”。
在几百年前,帕斯卡注意到一些生活现象,如没有灌水的水龙带是扁的.水龙带接到自来水龙头上,灌进水,就变成圆柱形了.如果水龙带上有几个眼,就会有水从小眼里喷出来,喷射的方向是向四面八方的.水是往前流的,为什么能把水龙带撑圆?
通过观察,帕斯卡设计了“帕斯卡球”实验,帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球,球上连接一个圆筒,筒里有可以移动的活塞.把水灌进球和筒里,向里压活塞,水便从各个小孔里喷射出来了,成了一支“多孔水枪”
帕斯卡球的实验证明,液体能够把它所受到的压强向各个方向传递.通过观察发现每个孔喷出去水的距离差不多,这说明,每个孔所受到的压强都相同。
帕斯卡通过“帕斯卡球”实验,得出著名的帕斯卡定律:加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。 一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压力远大于液体自身的重量,这对许多人来说是不可思议的。我们知道,物体受到力的作用产生压力,而只要某物体对另一物体表面有压力,就存在压强,同理,水由于受到重力作用对容器底部有压力,因此水对容器底部存在压强。液体具有流动性,对容器壁有压力,因此液体对容器壁也存在压强。
在初中阶段,液体压强原理可表述为:“液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大,同种液体在同一深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。”
特点:加在封闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。
同种液体在同一深度液体向各个方向的压强都相等。
1.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点:
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强。固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。同种液体,深度越深,压强越大。
(3)计算液体压强的公式是p=ρgh。可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。与重力无关。
2.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。容器底部受到液体的压力F=pS=ρghS,其中“h”底面积为S,“hS”为高度为h的液柱的体积,“ρghS”是这一液柱的重力。因为液体有可能倾斜放置。 所以,容器底部受到的压力其大小可能等于,也可能大于或小于液体本身的重力。若杯为上小下大,则液体对杯底的压力大于液体本身的重力。若杯为上大下小,则液体对杯底的压力小于液体本身的重力。若杯上下部分大小相等,则液体对杯底的压力等于液体本身的重力。
在U型玻璃管内盛了有色的水,玻璃管一端用橡皮管连接一个开有小孔的金属盒,金属盒上蒙有一层橡皮膜。未对橡皮膜加压时,U型两管中的水面在同一高度上,用力压橡皮膜时,跟盒相连的管中压强变大,水面就下降,另一管中水面上升。加在橡皮模上的压强越大,两管中水面的高度差就越大。
压强计的金属盒放入水中时,根据两管中水面的高度差就可以反应橡皮膜受到水的压强的大小了。

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