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千斤頂材料的性質(zhì)

提問者:網(wǎng)友 2018-07-30
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由于17世紀時不存在牙膏管,因此,人們懷疑布雷斯·帕斯卡(Blaise Pascal,1623-1662,法國著名的科學家和哲學家)是否提出了帕斯卡原理,是否每天早晨都在冥思苦想它的功能。 不過,可以肯定的是,許多與液體靜壓力有關的其他效應都逃不出他的注意力,首先就是液壓起重機的原理。 很久之前,工程師們就利用過這種類型的機器,今天,只要在停車場或者加油站,就可以看到液壓起重機,利用它使出一個孩子的力氣就能將一輛汽車抬起來。讓我們看看這種器械是如何工作的,并設法自己制作一個器械以供實驗之用。 請看圖2。用一根管手將兩個充滿了液體(水或油)的容器連起來。其中一個容器截面很大,另一個容器截面則很小,假設它比前一個截面小1000倍。如果用一個活塞(A)向下壓截面小的容器液面,液體就受到了一個壓力,這個壓力的強度會按照原來的大小傳遞到液體表面的任何其他部分,當然也包括在大截面容器里與活塞(B)接觸的液體的表面。壓強等于作用力除以作用面積。 根據(jù)帕斯卡原理,活塞A下的壓強與活塞B下的壓強相等,又由于活塞B下的面積比活塞A下的大1000倍,在它上面的作用力就應比在A上的作用力也大1000倍。因此,為了將一輛1噸重的汽車抬起來,只要1公斤的作用力就夠了。液壓制動器、壓縮機、汽車的千斤頂、水泵等許多器械都得益于這一原理。 驗證帕斯卡原理的小實驗 利用兩個去掉了針頭的注射器,我們就可以在家里制作一個這類小型液壓裝置。 比如,用一個截面為5平方厘米輸血用的粗注射器和一個截面為0.5平方厘米的很小的注射器,將它們的開口用又粗又短的管子連起來。根據(jù)帕斯卡原理,力的轉(zhuǎn)化系數(shù)大約為10。將水、油或其他的液體灌滿注射器,即兩個活塞中間的全部空間,注意將氣泡排除掉。然后請你的朋友用大姆指擠壓兩個活塞中的一個,你同時用大拇指擠壓另一個活塞。我們可以將這個小小的游戲取名為“鐵大拇指的較量”,或者叫“帕斯卡大拇指的較量”。當然,誰擠壓細小的注射器,誰就會不費力氣地取勝。如果你有一定的創(chuàng)造力和做實驗的才能,就可以用一個彈簧測力計或者稱東西的磅秤(如圖3所示),想方設法去測量在擠壓兩個活塞中的一個時(或者用一個重量比活塞與注射器管壁之間的摩擦力大的砝碼)所施加的壓力,驗證一下帕斯卡原理,看看兩邊的壓力是否相等。不要忘記從測到的數(shù)值中減去擠壓注射器之前已存在的值,相當于這一系統(tǒng)的活動部分,即液體加上活塞的重量。 最后,如果你想驗證作為壓力器的這種裝置的效能
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