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法学帕斯卡定律及其应用
介绍
流体压力原理在“帕斯卡定律”定义的机器中得到传递，它揭示了力的方向。流体容器中的力方向指向压力点，力的变化到处发生。帕斯卡原理与流体力学有关。这种力传递原理在现代的应用是液压系统，该系统基于布莱兹·帕斯卡大约在1650年发表的“帕斯卡定律”。
关于帕斯卡定律的信息
“帕斯卡定律”被认为是关于力转换的陈述，其中压力点可以在不损失力的前提下传递。在现实世界的例子中，如果一个封闭容器内充满水，则施加在任何一点的力都将传递到容器的壁上。
流体中的压力点是可持续的，并且在所有不同方向上保持相等。力的传递过程形成了能量构造 (Hernandez, 2020)。此外，能量总和保持不变。在压力发展过程中，根据活塞的输出和输入构建阻力。
图1：“帕斯卡定律”的简化形式
产生的压力将迫使其向下移动，其中流体在容器的每个部分都平等地作用。没有流动阻力就无法产生流体压力。在这种情况下，活塞输出的工具与阻力功率相连。当外力作用于充满液体的容器的任何部分时，它将以相同的方式在所有方向上均匀地传递，并且压力将作用于容器壁上。
从一侧（输入）施加的力 (F1) 将移动距离 (d1)，这将等于另一侧（输出）的相同力 (F2)。
图2：帕斯卡定律的解释
帕斯卡定律的应用
“帕斯卡定律”主要用于现代世界标准的液压系统中，并应用于力的方向。以下是“帕斯卡定律”的主要实例：
液压升降机
升降机用于不同的功能过程，用于在不同的场景中提升重物。在不同的行业、运输、建筑工作等中，升降机的使用是常规的。根据帕斯卡原理，压力由活塞内部的目标决定，该活塞提供足够的力来向上移动物体或通过向正确方向施加压力来提升物体。液压缸将流体的动力转换为力，并在流体中产生压力，该压力由液压发动机控制。
液压千斤顶
液压千斤顶的工作过程如下：它用于提升重物的一部分以进行修理。它的设计类似于一个封闭的容器，该容器包含连接的小型和大型气缸。在提升物体的过程中，一旦手柄被推动，阀门关闭，这驱动一个活塞对大缸施加力，大缸也额外施加力来通过手柄的持续上下运动来提升物体 (Farida et al. 2019)。小缸需要比大缸移动更大的距离。
图3：液压千斤顶
液压系统
在现代，液压系统以流体运动的实际应用为工作原理。它与“帕斯卡定律”的理论基础相关。在不同的行业中，液压系统用于不同的目的。在实际世界中，一些原理甚至应用于密度通常变化的气体。在工业的不同阶段，液压动力系统的用例越来越多地与技术的利用相结合 (Permana et al. 2021)。在汽车工业中，液压系统的用途在于使用应用压力公式操作制动器和齿轮。
液压系统的工作方式
液压升降机允许技术使用小的输入功率来产生更大的输出功率。这是由于作用在一个活塞上的力等于第二个活塞的力。换句话说，流体内的力保持不变，压力流向容器壁。
帕斯卡原理的例子
液压技术可以提高或降低其中涉及的力。为了使力更大，压力涉及更大的尺寸。例如，如果100牛顿的力作用在左缸上，而右缸的位置是其五倍，则输出力约为500牛顿。液压技术类似于简单的杠杆，但它们具有可以通过弯曲的杆一次将力传递到多个位置的优点。
帕斯卡定律的证明
考虑一个充满液体的四个圆柱形容器。容器的活塞为A、B、C和D，横截面积分别为a、2a、3a和4a。所有位置都已正确安装，活塞 (a) 将被施加力 (F) 推动。在这种情况下，活塞的压力将为P = F/a。其他三个活塞将由于施加的压力 (F) 而移动。
如果容器完全充满液体，则压力将向所有不同方向传递。在这种情况下，所有其他活塞都将向外移动。为了使它们回到实际位置，将对它们施加力。因此，在一点上施加力将以相同的方式指向容器或物体的各个部分。
图4：帕斯卡力的原理
结论
帕斯卡原理的分类用于不同的用例，其中力的应用很重要。将施加的力均匀分布的定律使用能量分离。此外，根据该定律，如果A是物体的较小横截面，则压力P =F/A通过液体传递到连接有较大活塞位置B的较大缸，这导致P × B的向上压力。因此，活塞将能够承受很大的力来提升物体。
常见问题
Q1. 什么是帕斯卡原理？
作用于充满液体的容器上的外部压力将向容器壁的所有方向传递。
Q2. 帕斯卡定律可以应用于气体吗？
帕斯卡定律的主要应用是不可压缩的液体；但是，它可以应用于气体。
Q3. 帕斯卡定律在现代世界的应用是什么？
液压系统是帕斯卡定律在现代世界中应用最好的技术。
Q4. 帕斯卡定律的原理是什么？
根据帕斯卡的陈述，静止流体中某一点的压力或张力将在所有方向上相等。施加的压力始终以相同的幅度向圆柱壁的每个点传递。
参考文献
期刊
Farida, I., Kheiriah, R., Sari, S., & Irwansyah, F. S. (2019, December). Application of the principle of hydraulic cranes on the conductivity tester. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1402, No. 5, p. 055072). IOP Publishing. Retrieved from: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1402/5/055072/pdf
Hernandez, H. (2020). Testing Pascal’s Law in Gases using Free Fall Experiments. ForsChem Research Reports, 5, 2020-12.
Permana, H., Bakri, F., Salsabila, I. H., Ambarwulan, D., Muliyati, D., & Sumardani, D. (2021). The Development of Augmented Reality Application to Explore Fluid Concepts. Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika, 7(1), 53-60. Retrieved from: http://journal.unj.ac.id/
网站
Alamy (2022). About diagram of Pascal’s law, Retrieved from: https://www.alamy.com/pascals-law-infographic-diagram-vector-illustration-image336973982.html [Retrieved on: 6th June 2022]
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