壓力和力的關系 在帕斯卡定律(lǜ)中,壓(yā)力和力之間有兩(liǎng)個重要關系,它們是以下兩項等式:F=力 P=壓力 A=面積 液壓杠杆 在(zài)下圖所示(shì)的活塞模型中(zhōng),你可以看(kàn)到通過液壓杠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(huó)塞面積與重量成(chéng)比(bǐ)例,小活塞上的小重量就可以平衡(héng)大活塞上的大重(zhòng)量。他的這一發現可以(yǐ)利用密閉液體證實。其原因是,液體在相同的面積上作用着(zhe)相(xiàng)同的力。 機械杠杆 可以利用以下插圖(tú)中的機械杠杆(gǎn)例子說明相同的情況。1 公斤的貓坐(zuò)在距杠杆支點 5 米(mǐ)的位置,它與坐在距杠杆支點一米(mǐ)位置的 5 公斤的貓可以(yǐ)使杠杆平衡,就像液壓杠杆中的平衡重量一樣。在(zài)插圖中,你看到的是 2 公斤重量和 100 公斤重量。2公斤重量的(de)作用面積是 1 平方厘米,因此其(qí)壓力為 2公斤/平方厘米;另一重量是(shì) 100 公斤,其作用面積(jī)是50 平方厘米,因此它的壓力也是 2 公(gōng)斤/平方厘米;結果(guǒ)是兩個重量平(píng)衡。這就是一種類型(xíng)的液體杠杆。液壓(yā)杠杆中的能量傳遞 務(wù)必牢記,流體在相同的作用面積上的作用力相同。在工作狀态中,這一規律對我們大(dà)有幫助。如果我(wǒ)們有兩隻尺寸完全相同的油缸,因(yīn)為每隻活塞的面積相等,所以當我們以 10 公斤的力向(xiàng)下按動一隻活塞時,它使另一隻活塞(sāi)産生 10 公斤的(de)上推力。如果(guǒ)面積不(bú)相等,則力也不相等。這種能量傳遞過程中十分重要的一(yī)點是(shì)力和距離之間的關系。記住,在機械杠杆中(zhōng),施加相等的力時(shí),較輕的重量需要更長的杠杆。要使(shǐ) 5 公斤的貓提高 10 厘米,1 公斤的貓必須向杠杆下方移動 50 厘米。例如,假定系統另一端(duān)大活塞的表面(miàn)面積為 50 平(píng)方厘米,小活塞的(de)面積為 1 平方厘米(mǐ),當我們将 10 公斤的(de)力(lì)作用(yòng)于較小的活塞時,根據帕斯(sī)卡定律,它将産生(shēng) 10 公斤/平方厘米的壓力作用于大活塞的每一個部分,因此,大(dà)活塞接受總共(gòng)為 500 公斤的力。我們以(yǐ)這種方式利用壓力傳遞能(néng)量,并使之為我們(men)工作(zuò)。讓我們再看一下液壓杠杆插(chā)圖,并考慮較小活(huó)塞移動的距離。需要較小的油缸産生 50 厘米的行程(chéng)傳遞足夠的(de)液體(tǐ)使大油缸移(yí)動 1 厘米(mǐ)。 |