Діяльність середньої школи за принципом Паскаля

Зміна тиску, що застосовується до закритої рідини, передається незменшеною до кожної точки рідини та до стінок контейнера. Це твердження Принципу Паскаля, який є основою гідравлічного домкрата, який ви бачите, як піднімаються машини в гаражі. Порівняно мала вхідна сила одного поршня приводить в рух другий поршень під машиною вгору, оскільки тиск передається від одного поршня до іншого через посередницьку рідину. Ви можете продемонструвати цей перехід тиску в класі без використання поршнів або іншого складного обладнання.

Повітряна куля

Наступайте на повітряну кулю, і збільшення тиску розподіляється по внутрішній стороні повітряної кулі. Витончення стінок і, можливо, навіть вискакування демонструють цю передачу підвищення тиску. Цей приклад досить простий і насправді не передає тонкощі принципу.

Яйце

Помістіть яйце в поліетиленовий пакет, як запобіжний захід. Потім спробуйте розчавити яйце однією голою рукою, обов’язково обернувши пальці якомога більшою кількістю окружності яйця. Яйце не зламається, оскільки зовнішній тиск розподіляється рівномірно, а рідина всередині яйця рівномірно розподіляється назад. Це як скинути яйце в океан глибиною милі. Це все одно не прорветься на милю вниз, оскільки тиск всередині та зовні рівномірно нарощує та протистоїть один одному.

Пляшка

Набагато драматичнішою є демонстрація скляних пляшок принципу Паскаля. Виберіть скляну пляшку з загвинченою кришкою. Наповніть його водою майже до самого верху. Накрутіть ковпачок. Тримайте пляшку над лабораторною раковиною в класі. Ляпніть шапкою великим пальцем (енамінція тенара). При достатній раптовій силі дно пляшки випаде, як і вся рідина всередині. Круглий шов, де дно приєднується до решти пляшки під час виготовлення, є місцем розриву. Однак цю демонстрацію простіше провести за допомогою гумового молотка.

Причина, по якій ця демонстрація працює, полягає в тому, що раптове підвищення тиску передається по всій пляшці за принципом Паскаля. Рівномірний розподіл сили тисне на дно пляшки. Шов трохи нижче дна якраз виявляється найслабшим «стиком» у пляшці, тож там пляшка поступається. Зверніть увагу, що оскільки кришка пляшки набагато менша, ніж дно пляшки, рідина всередині надавала більше сили на дно, ніж рука, що чинила рідину. Крім того, дно потрібно переміщати назовні лише в молекулярному масштабі - шириною в кілька атомів - щоб розірвати шов навколо дна, тоді як рука б'є кришку всередину на значно більшу відстань. Тому дно випадає під дією більшої сили, хоча і на меншій відстані.

Згадаймо, що енергія як робота - це сила, помножена на відстань, на яку докладається сила. Отже, енергія зберігається в цій демонстрації, оскільки сила на дні пляшки рухає дно на таку невелику відстань. Подібно механічному підйомнику автомобіля, демонстрація пляшки - це суміш як Принципу Паскаля, так і концепції важеля дії збільшувальної сили, зберігаючи при цьому енергію

  • Поділитися
instagram viewer