PRAWO PASCALA
Jak mała siła może podnieść samochód?
Jak działa prawo Pascala?
Prawo Pascala tłumaczy, dlaczego niewielką siłą nacisku na mały tłok możemy podnieść ogromny samochód na podnośniku hydraulicznym. Cała magia polega na tym, jak w cieczy rozchodzi się ciśnienie.
Francuski uczony Blaise Pascal badał zachowanie cieczy w zamkniętych naczyniach. Zauważył, że jeśli zwiększymy ciśnienie w jednym miejscu, to ta zmiana „przenosi się" jednakowo we wszystkich kierunkach.
„Zmiana ciśnienia wywierana na ciecz zamkniętą w naczyniu rozchodzi się jednakowo w całej cieczy i na ścianki naczynia."
— Blaise Pascal, XVII wiek
Jeśli wciśniesz tłok po lewej stronie naczynia z wodą, ciśnienie wzrośnie nie tylko tuż pod tłokiem, ale w całej cieczy. Na drugim, większym tłoku pojawi się taka sama wartość ciśnienia, lecz działająca na większą powierzchnię.
Ponieważ siła zależy od ciśnienia i powierzchni ($F = p \cdot S$), to na dużym tłoku otrzymamy dużo większą siłę niż ta, którą przykładamy na małym tłoku!
Wzór prawa Pascala
Gdzie stosujemy prawo Pascala?
📝 Zadania treningowe
$$ F_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1} = 150 \cdot 20 = 3000\,\text{N} $$
Odpowiedź: 3000 N
$F_g = m \cdot g = 1200 \cdot 10 = 12\,000\,\text{N}$
2. Ciśnienie na dużym tłoku:
$p = \frac{F_g}{S_2} = \frac{12\,000}{0{,}30} = 40\,000\,\text{Pa}$
3. Siła na małym tłoku:
$F_1 = p \cdot S_1 = 40\,000 \cdot 0{,}015 = 600\,\text{N}$
Siłą 600 N możemy podnieść auto ważące 12 000 N!
Gdyby w przewodzie było powietrze, to najpierw by się sprężyło, zamiast przenosić ciśnienie – hamulec byłby „miękki" i nieskuteczny.
Odpowiedź: B