壓力[Li]和力的關系 在(Zai)帕斯(Si)卡定律中,壓(Ya)力和力之間有兩(Liang)個重要[Yao]關(Guan)系,它(Ta)們是以下兩項等(Deng)式:F=力 P=壓力 A=面[Mian]積 液(Ye)壓(Ya)杠杆 在下圖所示的活塞模型中,你可[Ke]以看到通過液[Ye]壓杠[Gang]杆互相平衡重量的例子。帕斯卡類似這一例子的發現是,隻要活塞面積與重量(Liang)成比例,小活塞上的[De]小重量就可以(Yi)平衡大活塞上[Shang]的大重量[Liang]。他的這[Zhe]一發現可以(Yi)利用密閉液體(Ti)證實。其原因是,液體在相(Xiang)同的(De)面積上作用着相(Xiang)同的力。 機械杠杆[Gan] 可以利[Li]用以下插(Cha)圖中的(De)機械杠(Gang)杆[Gan]例子說明相同的情況(Kuang)。1 公斤的貓坐在距杠杆支點 5 米的位置(Zhi),它與坐在[Zai]距杠杆支[Zhi]點一米[Mi]位置的 5 公斤的貓可以使杠杆平衡,就像液壓杠杆中的平衡重量一樣(Yang)。在插圖中,你看到的是 2 公斤(Jin)重量和 100 公斤重(Zhong)量。2公斤重量的(De)作用面積是 1 平方厘米,因此其[Qi]壓力為 2公斤/平方[Fang]厘(Li)米;另一[Yi]重(Zhong)量是 100 公斤,其作用面積(Ji)是50 平方[Fang]厘米,因此它的壓力也是 2 公斤[Jin]/平方厘米(Mi);結[Jie]果[Guo]是兩個重量平衡[Heng]。這就是一種[Zhong]類型[Xing]的液體杠杆。液壓杠杆中的能量傳遞 務必牢記,流體在相同的作用面積上的作用力相[Xiang]同。在工作狀(Zhuang)态中,這一規(Gui)律(Lü)對我們大有幫助。如果我們有兩隻尺寸完全相同的油缸,因(Yin)為每隻活塞的[De]面積相等(Deng),所以當我們以 10 公斤的力向下按動一隻活塞時,它使另一隻活(Huo)塞(Sai)産生 10 公斤的上(Shang)推力。如果面積不相[Xiang]等,則力也不相(Xiang)等。這種能量傳遞過程[Cheng]中(Zhong)十分重要(Yao)的一點是[Shi]力和距[Ju]離(Li)之間[Jian]的關系。記住,在機械杠杆[Gan]中[Zhong],施加相等的[De]力時(Shi),較輕的重量需要[Yao]更(Geng)長的杠杆[Gan]。要使 5 公斤(Jin)的貓提高 10 厘(Li)米,1 公斤的貓必須[Xu]向杠杆下方移動(Dong) 50 厘米。例如,假定系(Xi)統另一端大活塞(Sai)的表面面積為 50 平方[Fang]厘米,小活塞的[De]面積為 1 平方厘米,當我們将 10 公斤的力作用于較[Jiao]小的活塞時,根(Gen)據帕斯(Si)卡定律,它将(Jiang)産生[Sheng] 10 公斤/平方(Fang)厘米的壓力(Li)作用于大活[Huo]塞的每一個部分[Fen],因此,大活塞接受總共為 500 公斤的(De)力。我們以(Yi)這種方式利用[Yong]壓力傳遞能量,并使之為[Wei]我們[Men]工作。讓我們再(Zai)看[Kan]一[Yi]下液壓杠杆插圖,并考慮(Lü)較小活(Huo)塞移動的距離。需[Xu]要較小的油[You]缸産生 50 厘米(Mi)的行程傳遞足夠的液體使大油缸移動(Dong) 1 厘米。 |