Fluidit
Pascalin laki
Yhtä suuri paine suljetussa fluidissa: F₂/F₁ = A₂/A₁, joten suurempi mäntä antaa suuremman voiman.
Pascalin laki – interaktiivinen Fluidit-simulaatio. Yhtä suuri paine suljetussa fluidissa: F₂/F₁ = A₂/A₁, joten suurempi mäntä antaa suuremman voiman. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Pascalin laki
Suljettuun fluidiin kohdistuva paine siirtyy vaimentumattomana; voima skaalautuu mäntän pinta-alan mukaan.
Ideaalisessa hydraulisessa järjestelmässä P = F/A on sama samalla syvyydellä, joten F₂/F₁ = A₂/A₁. Suurempi ulostulomäntä antaa suuremman voiman liikkuessaan lyhyemmän matkan.
- P siirtyy yhtä suurena
- F₂/F₁ = A₂/A₁ (hydraulinen nosturi)
Tutkimustiivistelmä
Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista
Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.
Tutkimuskysymys
Hydraulisessa nosturissa on pieni syöttömäntä ja paljon suurempi ulostulomäntä, yhdistettynä tiiviillä fluidilla. Jos työnnät pientä mantaa, miksi suuri mäntä nostaa paljon raskaamman kuorman?
Punniteltavat ennusteet
- Ulostulovoima on yhtä suuri kuin syöttövoima riippumatta mäntöjen koosta.
- Ulostulovoima on pienempi, koska fluidi imee osan työnnöstä.
- Ulostulovoima moninkertaistuu verrannollisena siihen, kuinka paljon suurempi ulostulomäntän pinta-ala on.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Syöttömäntän pinta-ala A₁ (m²)
- Ulostulomäntän pinta-ala A₂ (m²)
- Syöttövoima F₁ (N)
Mitä mittaat:
- Ulostulovoima F₂ (N)
Miten tutkimus etenee
- Avaa fluid-pascal-esiasetus ja paina Nollaa. Kaksi yhdistettyä eripinta-alaista mantaa jakaa tiiviin, puristumattoman fluidin.
- Ota käyttöön syöttö-/ulostulopaineen ja voiman lukemat.
- Aseta syöttömäntän pinta-ala, ulostulomäntän pinta-ala ja syöttövoima jokaiselle suoritukselle ja kirjaa ulostulovoimalukema.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Yhdelle suoritukselle laske F₂ = F₁ · (A₂/A₁) ja vertaa sitä lukemaan.
- Pascalin laki sanoo, että suljettuun fluidiin kohdistettu paine siirtyy yhtä suurena kaikkialle. Käytä kaavaa P = F/A molemmilla mäntä selittääksesi, miksi F₂/F₁:n on oltava yhtä suuri kuin A₂/A₁.
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Auton hydraulitunkki käyttää pientä käsipumppumäntää nostamaan koko auton. Käyttäen dataasi selitä suunnilleen, kuinka paljon suurempi tunkin ulostulomäntän pinta-alan on oltava kuin syöttömäntän, verrattuna käsin kohdistettavaan voimaan ja auton painoon.
- Jos ulostulomäntä nostaa kuormaa 10× syöttövoimalla, kuinka pitkälle ulostulomäntä liikkuu verrattuna siihen, kuinka pitkälle työnnät syöttömäntää? (Vihje: mieti fluiditilavuuden säilymistä.)
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Tervetuloa hydrauliseen nosturiin
- Paina Toista
- Paine siirtyy
- Avaa Ominaisuudet-paneeli
- Onnistuit!
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →