Dejavnosti srednje šole po Pascalovem načelu

Sprememba tlaka, ki deluje na zaprto tekočino, se neovirano prenaša na vsako točko tekočine in na stene posode. To je izjava Pascalovega načela, ki je osnova hidravlične dvigalke, ki jo vidite v dvigalih v garaži. Sorazmerno majhen vhod sile pri enem batu poganja drugega bata pod avtomobilom navzgor, ker se tlak prenaša iz enega bata v drugega skozi vmesno tekočino. Ta prenos tlaka lahko prikažete v učilnici brez uporabe batov ali druge zapletene opreme.

Balon

Stopite na balon in povečanje tlaka se razširi po notranji strani balona. Tanjšanje sten in morebitno celo pokanje dokazujeta ta prenos povišanja tlaka. Ta primer je precej preprost in v resnici ne izraža subtilnosti načela.

Jajce

Jajčece previdno položite v plastično vrečko. Nato poskusite jajce zdrobiti z eno golo roko in pazite, da s prsti ovijete čim večji obseg jajčeca. Jajčece se ne bo zlomilo, ker je zunanji tlak enakomerno razporejen, tekočina v jajcu pa enakomerno razporejena nazaj. To je podobno spuščanju jajčeca v kilometer globok ocean. Še vedno ne bi prebil niti milje navzdol, ker se pritisk znotraj in zunaj enakomerno gradi in nasprotuje.

Steklenica

Daleč bolj dramatična je predstavitev Pascalovega načela v steklenih steklenicah. Izberite steklenico z navojnim zamaškom. Napolnite ga z vodo skoraj do vrha. Privijte pokrovček. Pridržite steklenico nad učilnico v učilnici. S klobučkom udarite po pokrovčku (imenitet tenarja). Z dovolj nenadne sile bo dno steklenice odpadlo, pa tudi vsa tekočina v njej. Krožni šiv, kjer je dno med proizvodnjo spojeno s preostankom steklenice, je tam, kjer pride do loma. Ta prikaz je lažje izvesti z gumijastim kladivom.

Razlog, da ta predstavitev deluje, je nenaden porast tlaka, ki ga Pascalovo načelo prenese skozi steklenico. Enakomerna porazdelitev sile pritiska na dno steklenice. Zdi se, da je šiv tik nad dnom najšibkejši "sklep" v steklenici, zato steklenica tu popusti. Upoštevajte, da ker je pokrovček steklenice veliko manjši od dna steklenice, je tekočina znotraj delovala na dno več sile kot roka, ki je pritiskala na tekočino. Poleg tega je treba dno premakniti navzven samo na molekularni lestvici - širine nekaj atomov -, da se prekine šiv okoli dna, medtem ko roka zadene pokrovček navznoter na veliko večji razdalji. Zato dno izpade z delovanjem večje sile, čeprav na krajši razdalji.

Spomnimo se, da je energija kot delo sila, pomnožena z razdaljo, na katero deluje sila. Zato se v tej predstavitvi prihrani energija, ker sila na dnu steklenice premakne dno na tako majhno razdaljo. Tako kot mehanična avtomobilska dvigala je tudi demonstracija steklenice mešanica Pascalovega načela in koncepta vzvoda v povečevalni sili, hkrati pa ohranja energijo.

  • Deliti
instagram viewer