Продолжаем рассматривать привычные школьные темы под необычным углом. Сегодня вместе с Анной Бушмановой, выпускницей инженерно-физического факультета Амурского государственного университета, поговорим о законе Паскаля.
В современную эпоху менеджерства и креатива многие вспоминают школьные уроки физики как страшный сон. Между тем физические законы имеют к вам и вашей жизни самое прямое отношение. Ведь все о, чем говорят эти формулы, происходит вокруг вас ежедневно. А вы этого даже не замечаете. Так что разобраться в физике хотя бы сейчас действительно стоит. Начнем с закона Паскаля, например.
Как закон звучит?
Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Что это означает?
Жидкость или газ всегда лезет изо всех щелей с одинаковым усердием.
Ну, например…
Возьмите дуршлаг и закиньте в него набор больших детских кубиков. Кубики не просочатся сквозь дырки дуршлага, а вот любая жидкость (вода, сок, чай) выльется. Кстати, если напустить внутрь дым, он тоже просочится сквозь дырки дуршлага.
Так происходит потому, что в твердом теле все молекулы (из которых состоит любая материя) плотно друг с другом соединены. Эта тесная связь и не пропускает отдельные части «на волю».
Рисунок 1. Поведение молекул твердого тела в районе дырки дуршлага
В жидкости или газе же молекулы передвигаются свободно по всей площади тела.
Рисунок 2. Поведение молекул жидкости или газа в районе дырки дуршлага
Но это еще не все. Мало того, что жидкость или газ спокойно просочится сквозь дуршлаг, так к тому же в каждую дырку жидкость будет стремиться с одинаковым усердием. Это усердие называется давлением. Чтобы рассчитать давление, нужно всю силу, которая давит на площадь, разделить на эту же площадь.
Как записать закон Паскаля
Что это значит
Сила измеряется в ньютонах (Н), а площадь – в квадратных метрах (м2). Величина, которая равна ньютону, разделенному на квадратный метр, называется паскаль (Па).
И чем же это открытие полезно?
Соединим два сосуда с поршнями, такая конструкция называется гидравлический пресс. Один поршень гидравлического пресса будет маленьким по площади. Таким, чтобы туда поместилась только нога мальчика Васи. А другой будет большой, чтобы туда влезли две обезьяны.
Рисунок 3. Принцип работы гидравлического пресса на примере Васи и обезьян
Если Вася просто будет толкать ногой доску с обезьянами, то он потратит значительное количество усилий. А вот если надавить ногой на маленький поршень, то сил от Васи потребуется гораздо меньше.
Сила, с которой он давит на малый поршень гидравлического пресса, создаст в залитой в конструкцию жидкости давление, которое точно так же будет давить и двигать большую площадь. Вася выигрывает в силе, так как выигрывает в разности площадей поршня. Теперь, чтобы поднять больше обезьян, ему не нужно усиленно заниматься физкультурой. Достаточно будет пользоваться гидравлическим прессом.
Гидравлический пресс придумал Джозеф Брам в 1795 году.
А сам закон Паскаль открыл в 1653-м.
142 года
потребовалось, чтобы теория принесла пользу практике