Ρευστά

Αρχή του Pascal

Ίση πίεση σε κλειστό ρευστό: F₂/F₁ = A₂/A₁, άρα μεγαλύτερο έμβολο δίνει μεγαλύτερη δύναμη.

Αρχή του Pascal — διαδραστική προσομοίωση Ρευστά. Ίση πίεση σε κλειστό ρευστό: F₂/F₁ = A₂/A₁, άρα μεγαλύτερο έμβολο δίνει μεγαλύτερη δύναμη. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Αρχή του Pascal

Η πίεση που ασκείται σε κλειστό υγρό μεταδίδεται αναλλοίωτη· η δύναμη κλιμακώνεται με το εμβαδόν του εμβόλου.

Σε ιδανικό υδραυλικό σύστημα η P = F/A είναι η ίδια σε ίδιο βάθος, ώστε F₂/F₁ = A₂/A₁. Ένα μεγαλύτερο έμβολο εξόδου παρέχει μεγαλύτερη δύναμη μετακινούμενο σε μικρότερη απόσταση.

• Η P μεταδίδεται εξίσου
• F₂/F₁ = A₂/A₁ (υδραυλικός ανελκυστήρας)

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Ένας υδραυλικός ανελκυστήρας έχει μικρό έμβολο εισόδου και πολύ μεγαλύτερο έμβολο εξόδου, συνδεδεμένα με σφραγισμένο υγρό. Αν σπρώξεις το μικρό έμβολο, γιατί το μεγάλο έμβολο σηκώνει πολύ βαρύτερο φορτίο;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Η δύναμη εξόδου ισούται με τη δύναμη εισόδου ό,τι κι αν είναι τα μεγέθη των εμβόλων.
• Η δύναμη εξόδου είναι μικρότερη επειδή το υγρό απορροφά μέρος της ώθησης.
• Η δύναμη εξόδου πολλαπλασιάζεται αναλογικά με το πόσο μεγαλύτερο είναι το εμβαδόν του εμβόλου εξόδου.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Εμβαδόν εμβόλου εισόδου A₁ (m²)
• Εμβαδόν εμβόλου εξόδου A₂ (m²)
• Δύναμη εισόδου F₁ (N)

Τι μετράς:

• Δύναμη εξόδου F₂ (N)

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή fluid-pascal και πάτησε Επαναφορά. Δύο συνδεδεμένα έμβολα διαφορετικών εμβαδών μοιράζονται σφραγισμένο, ασυμπίεστο υγρό.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις πίεσης και δύναμης εισόδου/εξόδου.
3. Ρύθμισε το εμβαδόν εμβόλου εισόδου, εμβαδόν εμβόλου εξόδου και δύναμη εισόδου για κάθε δοκιμή, και κατέγραψε την ένδειξη δύναμης εξόδου.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε F₂ = F₁ · (A₂/A₁) και σύγκρινέ την με την ένδειξη.
• Η αρχή του Pascal λέει ότι η πίεση που ασκείται σε κλειστό υγρό μεταδίδεται εξίσου παντού. Χρησιμοποίησε P = F/A και στα δύο έμβολα για να εξηγήσεις γιατί το F₂/F₁ πρέπει να ισούται με A₂/A₁.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Ένας υδραυλικός γρύλος αυτοκινήτου χρησιμοποιεί μικρό έμβολο χειροκίνητης αντλίας για να σηκώσει ολόκληρο αυτοκίνητο. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα σου, εξήγησε περίπου πόσο μεγαλύτερο πρέπει να είναι το εμβαδόν του εμβόλου εξόδου του γρύλου από το εμβαδόν του εμβόλου εισόδου, σε σχέση με τη δύναμη που μπορείς να ασκήσεις με το χέρι και το βάρος του αυτοκινήτου.
• Αν το έμβολο εξόδου σηκώνει φορτίο με 10× τη δύναμη εισόδου, πόσο μετακινείται το έμβολο εξόδου σε σχέση με το πόσο ωθείς το έμβολο εισόδου; (Συμβουλή: σκέψου τη διατήρηση του όγκου του υγρού.)

• AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
• General High School Physics — Fluids & pressure
• NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law

1. Καλώς όρισες στην Αρχή του Pascal
2. Πάτησε Αναπαραγωγή
3. Η πίεση μεταδίδεται
4. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
5. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Νόμος Pascal