أنشطة المدرسة الإعدادية على مبدأ باسكال

ينتقل التغيير في الضغط المطبق على سائل مغلق إلى كل نقطة من السائل وإلى جدران الحاوية. هذا بيان لمبدأ باسكال ، وهو أساس الرافعة الهيدروليكية التي تراها عربات الرفع في المرآب. تعمل القوة المدخلة الصغيرة نسبيًا عند أحد المكابس على دفع المكبس الثاني الموجود أسفل السيارة إلى أعلى ، لأن الضغط ينتقل من مكبس إلى آخر عبر سائل وسيط. يمكنك إثبات نقل الضغط هذا في الفصل الدراسي دون استخدام المكابس أو غيرها من المعدات المعقدة.

خطوة على البالون وتنتشر الزيادة في الضغط في جميع أنحاء داخل البالون. يُظهر ترقق الجدران وربما تفرقعها هذا الانتقال للضغط المتزايد. هذا المثال بسيط للغاية ، ولا ينقل دقة المبدأ حقًا.

ضع بيضة في كيس بلاستيكي كإجراء احترازي. ثم حاول سحق البيضة بيد واحدة ، وتأكد من لف أصابعك حول أكبر قدر ممكن من محيط البيضة. البيضة لن تنكسر ، لأن الضغط الخارجي موزع بالتساوي ، والسائل الموجود داخل البيضة يدفع للخلف بطريقة موزعة بالتساوي. إنه أشبه بإلقاء البيضة في محيط يبلغ عمقه ميل. لن ينكسر بعد ميل واحد ، لأن الضغط الداخلي والخارجي يبني ويعارض بعضهما البعض بشكل متساوٍ.

الأمر الأكثر إثارة هو عرض القارورة الزجاجية لمبدأ باسكال. اختر زجاجة زجاجية بغطاء ملولب. املأها بالماء تقريبًا إلى الأعلى. برغي على الغطاء. امسك الزجاجة فوق حوض مختبر الفصل. صفع الغطاء بكرة الإبهام (سماحة الرانفة). بقوة مفاجئة كافية ، سوف يسقط قاع الزجاجة وكذلك كل السائل الموجود بداخلها. التماس الدائري حيث يتم ربط الجزء السفلي ببقية الزجاجة أثناء التصنيع هو مكان حدوث الكسر. هذا العرض التوضيحي أسهل في الأداء باستخدام مطرقة مطاطية.

سبب نجاح هذا العرض هو أن الزيادة المفاجئة في الضغط تنتقل عبر الزجاجة ، بواسطة مبدأ باسكال. يضغط التوزيع المتساوي للقوة على قاع الزجاجة. اللحام الموجود فوق القاع مباشرة هو أضعف "مفصل" في الزجاجة ، وهذا هو المكان الذي تفسح فيه الزجاجة الطريق. لاحظ أنه نظرًا لأن غطاء الزجاجة أصغر بكثير من قاع الزجاجة ، فإن السائل الموجود بالداخل يمارس قوة أكبر على الجزء السفلي من اليد التي تمارس على السائل. علاوة على ذلك ، يجب تحريك الجزء السفلي للخارج فقط على مقياس جزيئي - عرض بضع ذرات - لكسر التماس حول القاع ، بينما تضرب اليد الغطاء إلى الداخل على مسافة أكبر بكثير. لذلك ، يسقط القاع من خلال تعرضه لقوة أكبر ، وإن كان ذلك على مسافة أقصر.

تذكر أن الطاقة ، كشغل ، هي القوة مضروبة في المسافة التي يتم خلالها تطبيق القوة. لذلك ، يتم الحفاظ على الطاقة في هذا العرض التوضيحي لأن القوة الواقعة على قاع الزجاجة تحرك الجزء السفلي مثل هذه المسافة الصغيرة. مثل رفع السيارة للميكانيكي ، فإن عرض الزجاجة عبارة عن مزيج من مبدأ باسكال ومفهوم الرافعة في القوة المكبرة مع الحفاظ على الطاقة.