法國物理學家和數學家 帕斯卡 (1623-1662)，對概率論、數學和自然歷史做出了各種貢獻。 最著名的是關於流體行為的帕斯卡原理。
帕斯卡假設 它非常簡單，易於理解且非常有用。 通過實驗，Pascal 發現液體中的壓力在靜止狀態下會均勻地傳遞到整個體積和各個方向。
帕斯卡的聲明， 基於對流體的研究，它被用於設計各種液壓設備，例如壓力機、電梯、汽車製動器等。
理解帕斯卡原理的基本概念
壓力
壓力 是每單位面積所施加的力的比率。 它的計量單位有帕斯卡、巴、大氣壓、千克每平方厘米、psi（磅每平方英寸）等。 [1]
壓力 與應用的表面或面積成反比： 面積越大，壓力越小，面積越小，壓力越大。 例如，在圖 2 中，對尖端面積非常小的指甲施加 10 N 的力，而在尖端面積大於指甲尖端面積的鑿子上施加 10 N 的力。 由於釘子的尖端很小，所有的力都施加在它的尖端，對其施加了很大的壓力，而在鑿子中，較大的區域可以使力分佈得更多，產生的壓力更小。
這種效果也可以在沙子或雪中觀察到。 如果一個女人穿運動鞋或非常小的鞋跟鞋，搭配非常細的鞋跟鞋，它往往會下沉得更多，因為它的所有重量都集中在一個非常小的區域（鞋跟）。
靜水壓力
它是由靜止的流體施加在裝有流體的容器的每個壁上的壓力。 這是因為液體具有容器的形狀並且處於靜止狀態，因此，會發生均勻的力作用在每個壁上。
液體
物質可以是固態、液態、氣態或等離子態。 固態物質有一定的形狀和體積。 液體有確定的體積，但沒有確定的形狀，採用容納它們的容器的形狀，而氣體既沒有確定的體積也沒有確定的形狀。
液體和氣體被認為是“流體”，因為在這些液體和氣體中，分子通過弱內聚力保持在一起，當它們受到切向力時，它們傾向於流動，在包含它們的容器中移動。 流體是不斷運動的系統。
固體傳遞施加在其上的力，而在液體和氣體中則傳遞壓力。
帕斯卡原理
法國物理學家和數學家布萊斯·帕斯卡在概率論、數學和自然歷史方面做出了各種貢獻。 最著名的是以他的名字命名的關於流體行為的原理。 [2]
帕斯卡原理聲明
帕斯卡原理 指出施加在封閉且不可壓縮的流體中任何地方的壓力在整個流體的所有方向上均等地傳遞，即整個流體的壓力是恆定的。 [3]。
帕斯卡原理的一個例子可以在圖 3 中看到。 在容器中打孔並用軟木塞蓋住，然後裝滿水（流體）並蓋上蓋子。 當一個力施加在容器的蓋子上時，水中的壓力在各個方向上都是相等的，導致孔中的所有軟木塞都出來了。
他最著名的實驗之一是帕斯卡的注射器。 注射器充滿液體並連接到一些管子上，當壓力施加在註射器的柱塞上時，液體在每個管子中上升到相同的高度。 因此，發現靜止液體的壓力增加在整個體積和所有方向上均勻傳遞。 [4]。
帕斯卡原理的應用
的應用 帕斯卡原理 它們可以在日常生活中的許多液壓設備中看到，例如液壓機、起重機、制動器和千斤頂。
液壓機
液壓機 它是一種可以放大力量的裝置。 其工作原理基於帕斯卡原理，可用於壓力機、升降機、制動器和各種液壓設備。
它由兩個不同面積的圓柱體組成，內裝有油（或其他液體）並相互連通。 還有兩個柱塞或活塞安裝在氣缸中，以便它們與流體接觸。 [5]。
液壓機的示例如圖 4 所示。 當一個力 F1 施加到面積 A1 較小的活塞上時，液體中產生的壓力會立即傳遞到氣缸內。 在具有較大面積 A2 的活塞中，受到的力 F2 遠大於施加的力，這取決於面積 A2 / A1 的比率。
練習 1. 要舉起汽車，您需要建造一個液壓千斤頂。 液壓油缸活塞的直徑必須具有什麼關係，以便通過施加 100 N 的力，它可以在較大的活塞上舉起 2500 公斤的汽車？ 見圖 5。
解
在液壓千斤頂中，滿足了帕斯卡原理，液壓千斤頂內部的油壓相同，但當活塞的面積不同時，力“成倍增加”。 要確定液壓千斤頂活塞的面積比：
- 給定要舉起的汽車質量 2.500 公斤，您可以使用牛頓第二定律確定汽車的重量。 [6]
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- 應用帕斯卡原理，平衡活塞中的壓力。
- 柱塞的面積關係被清除，數值被替換。 見圖 6。
活塞面積的比率應為 24,52，例如，如果您有一個半徑為 3 cm 的小活塞（面積 A1= 28,27 厘米2)，大柱塞的半徑應為 14,8 厘米（區域 A2= 693,18 厘米2).
液壓電梯
液壓升降機是一種用於提升重物的機械裝置。 許多汽車修理廠使用液壓升降機進行車下維修。
液壓升降機的操作基於帕斯卡原理。 電梯通常使用油將壓力傳遞到活塞。 電動機啟動液壓泵，該泵對面積最小的活塞施加壓力。 在面積最大的活塞中，受力“倍增”，能夠舉起待修車輛。 見圖 7。
練習 2. 求出最小活塞面積為 28 cm2，最大活塞面積為 1520 cm2 的液壓升降機可提升的最大載荷，此時可施加的最大力為 500 N。見圖 8。
解決方案：
由於帕斯卡原理在液壓挺桿中得到滿足，活塞上的壓力將是相等的，因此知道可以施加在較小活塞上的最大力，可以計算出將施加在大活塞上的最大力（F2），如如圖 9 所示。
知道可以舉起的最大重量 (F2)，使用牛頓第二定律 [6] 確定質量，因此可以舉起重達 2766,85 kg 的車輛。 見圖10。根據圖8中的表格，在車輛平均質量中，電梯只能舉起平均質量為2.500公斤的緊湊型汽車。
液壓制動器
車輛上使用制動器來減慢或完全停止它們。 通常，液壓制動器具有如圖所示的機構。 踩下制動踏板會施加一個力，該力會傳遞到小面積活塞。 施加的力在製動液內部產生壓力。 [7]。
在液體中，壓力向各個方向傳遞，直到第二個活塞，力在那裡被放大。 活塞作用在盤或鼓上以製動車輛的輪胎。
結論
帕斯卡原理 指出，對於靜止的不可壓縮流體，整個流體的壓力是恆定的。 施加在封閉流體中任何地方的壓力在所有方向和方向上均等地傳遞。
其中的應用 帕斯卡原理 有許多液壓設備，例如壓力機、升降機、制動器和千斤頂，這些設備可以根據設備柱塞中的面積關係來放大力。
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