Middle School-aktiviteter enligt Pascals princip

En tryckförändring som appliceras på en sluten vätska överförs oförminskad till varje punkt i fluiden och till behållarens väggar. Detta är ett uttalande av Pascals princip, som är grunden för den hydrauliska domkraften du ser lyftbilar i garaget. Den relativt lilla kraftinmatningen vid en kolv driver den andra kolven under bilen uppåt, eftersom trycket överförs från en kolv till en annan genom en mellanvätska. Du kan visa denna trycköverföring i klassrummet utan användning av kolvar eller annan komplex utrustning.

Ballong

Steg på en ballong och ökningen av trycket sprids över ballongens insida. Tunnandet av väggarna och dess eventuellt till och med poppar visar denna överföring av tryckökning. Detta exempel är ganska enkelt och förmedlar inte riktigt subtiliteten i principen.

Ägg

Lägg ett ägg i en plastpåse, som en försiktighetsåtgärd. Försök sedan att krossa ägget med en bar hand och se till att linda fingrarna så mycket av äggets omkrets som möjligt. Ägget går inte sönder, för det yttre trycket fördelas jämnt och vätskan inuti ägget skjuter tillbaka på ett jämnt fördelat sätt. Det liknar att släppa ägget i ett mil djupt hav. Det skulle fortfarande inte bryta ner en mil, för trycket inom och utanför bygger och motsätter varandra jämnt.

instagram story viewer

Flaska

Mycket mer dramatisk är glasflaskans demonstration av Pascals princip. Välj en glasflaska med skruvlock. Fyll den med vatten nästan upp till toppen. Skruva på locket. Håll flaskan över klassrummet. Slå på locket med tummen (tummen). Med tillräckligt plötslig kraft kommer flaskans botten att falla ut, liksom all vätska inuti. Den cirkulära sömmen där botten förenas med resten av flaskan under tillverkning är där brottet inträffar. Denna demonstration är dock lättare att utföra med en gummiklubba.

Anledningen till att denna demonstration fungerar är att den plötsliga ökningen av trycket överförs genom flaskan, enligt Pascals princip. En jämn fördelning av kraft pressar på botten av flaskan. Sömmen precis ovanför botten råkar vara den svagaste "fogen" i flaskan, så det är där flaskan viker. Observera att eftersom flaskans lock är mycket mindre än botten på flaskan utövade vätskan inuti mer kraft på botten än handen som utövades på vätskan. Dessutom behöver botten bara flyttas utåt på molekylär skala - bredden på några atomer - för att bryta sömmen runt botten, medan handen träffar locket inåt över ett mycket större avstånd. Därför faller botten ut genom att utsättas för en större kraft, om än över ett kortare avstånd.

Minns att energi, som arbete, är kraft gånger det avstånd över vilket kraften appliceras. Därför bevaras energi i denna demonstration eftersom kraften på flaskans botten rör sig botten så lite. Liksom en mekanikers billyft är flaskdemonstrationen en blandning av både Pascals princip och begreppet hävstång i förstorande kraft samtidigt som den fortfarande sparar energi.

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer