四两拨千斤
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四两拨千斤
作者:拉吉多
来源:《发明与创新·少儿天地》2012年第11期
有这样一个大力士,它的体重只有2200吨,却能产生12000吨的压力。
这个大力士真神奇,它叫万吨水压机,你看到过吗?
说起它的祖先——水压机的发明,那可是法国科学家布莱斯·帕斯卡的功劳。
1646年,23岁的帕斯卡得知意大利物理学家托里拆利进行了水银实验,并证实了大气压的存在。
这引起了帕斯卡的极大兴趣,他觉得有关大气压的许多奥秘还没有揭开,于是他开始了顽强探索。
帕斯卡设计了一个叫做“连通器”的装置,这个装置由一根粗的玻璃管和一根细的玻璃管连接而成,同时两根玻璃管内的水是相通的。
他在连通器内装上水,结果两边的水柱高度一样。
然后,他向粗的玻璃管内倒了一些水,结果两边的水柱高度还是一样高。
他向细的玻璃管内倒入一些水,结果水柱高度也很快恢复到了一样高。
这组实验结果完全在帕斯卡的意料之中。
理由很简单,因为两根玻璃管的开口都不是封闭的,都受到同样的大气压的影响。
帕斯卡并不满足于这个结果,他又设计了一个实验。
他将活塞塞入细玻璃管内,结果粗玻璃管内的水柱稍稍上升了一点。
接着,他将活塞塞入粗玻璃管内,结果细玻璃管内的水喷了出来。
“这是什么原因呢?”帕斯卡对这一实验结果进行分析,可并没有找到满意的答案。
帕斯卡顺着这条思路又设计了一个实验。
他在两根玻璃管的开口处都塞入活塞,然后分别在两个活塞上施加压力。
结果他发现在细玻璃管活塞上施加压力,就会在粗玻璃管活塞上产生较大的压力。
“这又是什么原因呢?”帕斯卡陷入了沉思。
就在这关键时候,由于长时间的超负荷工作,帕斯卡的身体支撑不住了,他生病了。
躺在病床上,他仍然思考着实验的结果。
忽然,他想到:这一实验结果可能与压强传递有关。
帕斯卡终于找到了突破口!他直奔实验室,经过一系列精确的实验,证实了自己的推测是正确的。
1648年10月,帕斯卡发表了《论液体平衡》。
他在文中阐述了密闭流体传递压强的规律:“加在封闭容器中的液体任何一部分的压强(即垂直作用于液体单位面积上的力),必然按原来的大小向各处传递。
”
这一定律后来被人们称为“帕斯卡定律”,它告诉我们:在粗细连通器上,在小活塞施加一个小压力,就可以在大活塞上得到一个大压力。
如果大活塞的面积是小活塞面积的1000倍,那么在小活塞上加1公斤压力,大活塞便可顶起1000公斤的庞然大物。