Định Luật Pascal

Khi bạn nén một chất lỏng kín, áp suất bạn tạo ra đẩy ra đều theo mọi hướng, không chỉ nơi bạn đẩy nó. Điều đó có nghĩa là một lực nhỏ trên một pít-tông nhỏ có thể tạo ra cùng áp suất như một lực lớn hơn nhiều trên một pít-tông lớn — đây là cách các kích thủy lực nhân lực lên.

Công thức

F₂ / F₁ = A₂ / A₁

• F₁ — lực đầu vào (N): lực đẩy xuống trên pít-tông nhỏ
• A₁ — diện tích đầu vào (m²): diện tích của pít-tông nhỏ
• F₂ — lực đầu ra (N): lực tạo ra tại pít-tông lớn
• A₂ — diện tích đầu ra (m²): diện tích của pít-tông lớn

Ví dụ đã giải

Một kích thủy lực có pít-tông nhỏ diện tích 0,01 mét vuông và pít-tông lớn diện tích 0,1 mét vuông. Nếu bạn đẩy pít-tông nhỏ với 10 newton, bao nhiêu lực xuất hiện ở pít-tông lớn?

• F₁ = 10 N
• A₁ = 0.01 m²
• A₂ = 0.1 m²

1. F₂ = F₁ · (A₂ / A₁)
2. F₂ = 10 N · (0.1 m² / 0.01 m²)

F₂ = 100 N

Tự kiểm tra

Bạn thấy điều này ở đâu

Một kích nâng xe thủy lực ở tiệm sửa chữa chính là định luật này khoác lên mình lớp sơn: người thợ máy đẩy một pít-tông nhỏ bằng một lực khiêm tốn, phần dầu kín mang áp suất đó không hề suy giảm đến từng thành của hệ thống, và một pít-tông lớn nằm dưới xe biến nó thành đủ lực để nâng một chiếc xe hai tấn. Phanh thủy lực, ghế nha khoa và tay cần máy đào đều hoạt động theo đúng trò nhân lực như vậy.

Những sai lầm phổ biến

Người ta dễ tưởng chất lỏng đẩy chủ yếu theo đúng hướng bạn đã nén nó — một chất lỏng kín truyền áp suất như nhau theo mọi hướng, nên pít-tông đầu ra có thể hướng về bất kỳ đâu mà vẫn nhận được toàn bộ lực đẩy. Cái bẫy tinh vi hơn là coi lực được nhân lên như năng lượng miễn phí: khi tỉ số diện tích là mười, pít-tông nhỏ phải di chuyển một đoạn gấp mười lần đoạn pít-tông lớn nâng lên, nên công đầu vào bằng công đầu ra và bảo toàn năng lượng vẫn được giữ vững.

Nó liên kết như thế nào

Điều này xây trực tiếp trên áp suất thủy tĩnh — vẫn là khái niệm áp suất ấy, nhưng giờ được áp dụng vào một chất lỏng kín mà có ai đó chủ động nén, thay vì chất lỏng chỉ nằm yên dưới trọng lượng của chính nó. Sự đánh đổi mà định luật thực hiện — lực được nhân lên trong khi đoạn đường co lại — chính là bảo toàn năng lượng xuất hiện trong thủy lực: F₂ / F₁ = A₂ / A₁ là quy tắc đòn bẩy được phát biểu lại cho chất lỏng. Nguyên lý Archimedes, tiếp theo, quay trở lại với chất lỏng đứng yên và lực đẩy hướng lên mà chúng dành cho bất kỳ vật nào được đặt vào.

Thử mô phỏng

• Nguyên lý Pascal

Các khái niệm liên quan

• Nguyên Lý Bernoulli
• Áp Suất Thủy Tĩnh