液压机将力

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由于液体具有流动性,所以在受到压力的时候,就出现跟固体不同的现象。取一个壁上有几个小孔的空心球,球上连接一个圆筒,每一个小孔上都扎有橡皮膜。把水倒进球和筒里,用活塞压筒里的水,可以看到,扎在各个小孔上的橡皮膜都向外凸出。这表明活塞加在水上的压强,被水传递到了各个小孔的橡皮膜上。球上的小孔是朝着不同方向的,可见,液体能够把它受到的压强向各个方向传递。十七世纪,法国科学家帕斯卡通过实验得出了液体传递压强的规律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。这个规律叫做帕斯卡定律。人们根据帕斯卡定律,制成了油压千斤顶、水压机、榨油机等液压机。左图是液压机的原理图。它有两个大小不同的液缸,液缸里充满水或油,充水的叫做水压机,充油的叫做油压机。两个液缸里都有活塞。在小活塞上加压力的时候,小活塞对液体的压强就通过液体传递给大活塞,把大活塞压上去。

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金沙4166.com,假设小活塞的横截面积是S1,小活塞对液体向下的压力是F1,那么小活塞对液体的压强金沙4166.com 2,根据帕斯卡定律,这个压强将被液体大小不变地传递给大活塞,所以大活塞受到的压强也等于P,如果大活塞的横截面积是S2,那么通过液体传递过来的压强P在大活塞上产生的向上的力是金沙4166.com 3
,我们分析这个式子可知,液压机能够将力F1“放大”金沙4166.com 4倍!因此液压机在生活中有着广泛而重要的应用。

设小活塞和大活塞的面积分别为1cm2、1m2,当用力F1=10N向下压小活塞时,小活塞下方液体受到的外加压强是1×105Pa,此时大活塞受到液体的压强是1×105Pa,大活塞下方液体受到的液体的压力F2=1×105N,既通过液体、大小活塞这样一“折腾”就把力F1=10N“放大”了10000倍!

那么这里面究竟隐藏着什么样的“秘密”呢?

我们可以设想小活塞下降的距离是h1,大活塞上升的距离是h2,那么由于液体在传递压强的过程中液体体积没有发生变化,所以有S1h1=S2h2,我们把此式改写为金沙4166.com 5,再由金沙4166.com 6可以得出金沙4166.com 7