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帕斯卡定律是什么原理(帕斯卡与气压和液压)

389次浏览     发布时间:2024-04-27 13:00:59    

物理学中有著名的“帕斯卡定律”,而大气压的单位用“帕”来命名,这都是为了纪念天才的物理学家帕斯卡。帕斯卡不仅是物理天才,更是真正的数学天才。1646年,法国物理学家帕斯卡得知意大利物理学家托里拆利的气压实验,很感兴趣、也开始着手研究大气压。他想“真空在自然界不是不可能的,自然界不是像许多人想象那样以如此巨大的厌恶来避开真空”。

帕斯卡想出一个实验,把水银气压计带上山顶,和山下相比,水银柱应更为降低。他自己身体不好,委托表兄将托里策利将水银仪器带到当地的多姆山。果然,在1英里高处,水银柱下降了3英寸。这个实验重复试做,有力地支持了帕斯卡关于大气压力的观点。帕斯卡在液体压强上有重要发现,他发现作用于密封液体中的压力可以完全传递到液体内部任何一处,并且垂直地作用于它所接触的任一界面上,这就是著名的帕斯卡原理,也就是帕斯卡定律。

1647年,帕斯卡做了一个奇妙的实验。他定做了一个大木桶,木桶密封得十分好,不漏水不漏气。在大木桶的盖上他开了一个小孔,将一根13米长的很细的管子插在孔中。这一切做好后,他把木桶拾到了外面,放在屋子下面。然后,帕斯卡用梯子爬上房顶,这时已经挤满了围观的人。帕斯卡对大家说:“在这里我们要做个实验,看看水能产生多大的压强,这也是为了证明我的一个发现。”

不一会儿,桶里被装满了水。帕斯卡用手提着水壶,对大家说:“我现在要向细管里注水了,因为桶中已经满了,所以细管的水会越注越高,我手里这一小壶水不算重,连一个小孩都提得动,但这些水一旦被拉成细高的水柱,将会产生意想不到的效果。”帕斯卡让壶里的水缓慢地流,顺着细管流下去,刚刚注了一会儿,壶中的水还没注完,只听“啪”一声炸裂,大木桶被顶开了,水哗哗地流着,人们全都惊讶得说不出话来。真是没想到,会有这么大的压力!

帕斯卡解释说,木桶之所以破裂,是因为细管内的水给木桶里的水以压强,而这个压强被水向木桶内壁的各个方向传递。所以将两个截面面积较为不同的容器连在一起,比如说一根细管连着一个木桶,在小的截面上施加一个很小的压力,在大的截面上就会产生很大的压力,原因就在于液体传递压强。

帕斯卡还发现,水压机是一个杠杆,力与力臂的积保持不变,在两个活塞组成的液压机中,活塞越大,液体的高度变化就越小,它所受的力就越大。1648年帕斯卡发表了《关于液体平衡的重要实验报告》。他死后出版了《论液体平衡与气体物质的压力》。

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