سیالات
اصل پاسکال
فشار برابر در سیالی محبوس: F₂/F₁ = A₂/A₁، پس پیستون بزرگتر نیروی بزرگتری میدهد.
اصل پاسکال — شبیهسازی تعاملی سیالات. فشار برابر در سیالی محبوس: F₂/F₁ = A₂/A₁، پس پیستون بزرگتر نیروی بزرگتری میدهد. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
اصل پاسکال
فشار واردشده بر سیالی محبوس بدون کاهش منتقل میشود؛ نیرو با سطح پیستون مقیاس میشود.
در سامانهای هیدرولیک ایدهآل P = F/A در ژرفای برابر یکسان است، پس F₂/F₁ = A₂/A₁. پیستون خروجی بزرگتر نیرویی بزرگتر میدهد در حالی که مسافتی کوتاهتر میپیماید.
- فشار P یکسان منتقل میشود
- F₂/F₁ = A₂/A₁ (بالابر هیدرولیک)
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
بالابر هیدرولیکی پیستون ورودی کوچکی و پیستون خروجی بسیار بزرگتری دارد که با سیال دربستهای به هم وصلاند. وقتی پیستون کوچک را میرانید، چرا پیستون بزرگ بار بسیار سنگینتری را بلند میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- نیروی خروجی بیتوجه به اندازهٔ پیستونها برابر نیروی ورودی است.
- نیروی خروجی کوچکتر است چون سیال بخشی از رانش را میگیرد.
- نیروی خروجی به نسبت بزرگی مساحت پیستون خروجی چند برابر میشود.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- سطح پیستون ورودی A₁ (m²)
- سطح پیستون خروجی A₂ (m²)
- نیروی ورودی F₁ (N)
آنچه اندازه میگیرید:
- نیروی خروجی F₂ (N)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم پاسکال را باز کنید و Reset بزنید. دو پیستون بههمپیوسته با مساحتهای متفاوت سیال دربسته و تراکمناپذیر را شریکاند.
- قرائتهای فشار و نیروی ورودی/خروجی را فعال کنید.
- برای هر آزمایش، مساحت پیستون ورودی و خروجی و نیروی ورودی را تنظیم کنید و قرائت نیروی خروجی را ثبت کنید.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، F₂ = F₁ · (A₂/A₁) را حساب کنید و آن را با قرائت مقایسه کنید.
- اصل پاسکال میگوید فشاری که به شارهٔ محبوس وارد شود بهطور یکسان به همهجا منتقل میشود. با P = F/A روی هر دو پیستون توضیح دهید چرا F₂/F₁ باید برابر A₂/A₁ باشد.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- جک هیدرولیکی خودرو با پیستون پمپ دستی کوچکی کل خودرو را بلند میکند. با دادههایتان تقریباً توضیح دهید مساحت پیستون خروجی جک باید چند برابر ورودی باشد، نسبت به نیرویی که با دست میزنید و وزن خودرو.
- اگر پیستون خروجی باری را با 10 برابر نیروی ورودی بلند کند، پیستون خروجی نسبت به رانش پیستون ورودی چقدر جابهجا میشود؟ (راهنما: به پایستگی حجم سیال فکر کنید.)
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- به پاسکال سیال خوش آمدید
- Play را بفشارید
- فشار منتقل میشود
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.