Содержание
Изменение давления, приложенного к закрытой жидкости, передается без уменьшения на каждую точку жидкости и на стенки контейнера. Это изложение принципа Паскаля, который является основой гидравлического домкрата, который вы видите в гараже. Относительно небольшая сила, приложенная к одному поршню, ведет второй поршень под автомобилем вверх, потому что давление передается от одного поршня к другому через промежуточную жидкость. Вы можете продемонстрировать эту передачу давления в классе без использования поршней или другого сложного оборудования.
Баллон
Нажмите на воздушный шар и увеличение давления распространяется по всей внутренней части воздушного шара. Истончение стенок и, возможно, их даже появление трещин демонстрируют эту передачу повышения давления. Этот пример довольно прост и не отражает тонкости принципа.
Яйцо
Поместите яйцо в полиэтиленовый пакет, в качестве меры предосторожности. Затем попытайтесь раздавить яйцо одной голой рукой, стараясь обхватить пальцами как можно большую часть окружности яйца. Яйцо не сломается, потому что внешнее давление распределяется равномерно, а жидкость внутри яйца равномерно распределяется. Это все равно, что бросить яйцо в океан глубиной в милю. Это все равно не сломало бы милю, потому что давление внутри и снаружи накапливается и равномерно противостоит друг другу.
бутылка
Гораздо более драматичной является демонстрация принципа Паскаля в стеклянной бутылке. Выберите стеклянную бутылку с навинчивающейся крышкой. Заполните его водой почти до самого верха. Винт на крышке. Держите бутылку над раковиной в классе. Ударьте кепку большим пальцем (выдающееся возвышение). При достаточной внезапной силе выпадет дно бутылки, а также вся жидкость внутри. Круглый шов, где дно соединяется с остальной частью бутылки во время производства, является местом, где происходит разрыв. Однако эту демонстрацию легче выполнить с резиновым молотком.
Причина, по которой эта демонстрация работает, заключается в том, что внезапное повышение давления передается по всей бутылке по принципу Паскаля. Равномерное распределение силы давит на дно бутылки. Шов чуть выше дна, оказывается, является самым слабым «швом» в бутылке, и именно там бутылка поддается. Обратите внимание, что, поскольку крышка бутылки намного меньше, чем дно бутылки, внутренняя жидкость оказала большее давление на дно, чем рука, воздействующая на жидкость. Кроме того, дно необходимо перемещать наружу только на молекулярном уровне - шириной в несколько атомов - чтобы разорвать шов вокруг дна, в то время как рука ударяет крышку внутрь на гораздо большее расстояние. Поэтому дно выпадает из-за воздействия большей силы, хотя и на более короткое расстояние.
Напомним, что энергия, как работа, является силой, умноженной на расстояние, на которое применяется сила. Следовательно, энергия сохраняется в этой демонстрации, потому что сила на дне бутылки перемещает дно на такое небольшое расстояние. Подобно автомобильному лифту механика, демонстрация бутылок представляет собой сочетание как принципа Паскаля, так и концепции увеличения силы при одновременном сохранении энергии.