帕斯卡定理物理定理
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发布时间:2024-10-09 04:00
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时间:2024-11-03 12:14
帕斯卡定律是物理学中描述密闭液体传递压强的定理,由法国数学家、物理学家布莱兹·帕斯卡于1651年至1654年期间研究发现。该定律表明,加在密闭液体任一部分的压强,必然按照其原来的大小,由液体向各个方向传递。
帕斯卡在《论液体的平衡和空气的重力》一书中综合了多年的观察、实验与思考,提出帕斯卡定律。该定律指出,加在密闭液体任何一部分上的压强,必然按照其原来的大小由液体向各个方向传递。这一发现对17世纪力学的发展具有里程碑意义。
帕斯卡在书中详细讨论了液体压强问题。他通过实验发现,不论水柱直立或倾斜,不论其截面积大小,只要竖直高度相同,施加于水柱底部的某一已知面积的活塞上的力也相同。这一力实际上是由液体所受的重力产生的。书中还详细叙述了密封容器中的流体能传递压强,以及连通器原理。
帕斯卡利用充水容器实验,展示了两个出口截面积相差100倍的情况下,小活塞上一个人施加的推力等于大活塞上100人所施加的推力,实现水的平衡。他在此基础上提出了密闭液体、压强不变、向各方传递等帕斯卡定律的基本点。
帕斯卡定律的发现为流体静力学的建立奠定了基础。基于此定律,帕斯卡提出了连通器原理和水压机的最初设想。他指出,器壁上所受的、由液体重力产生的压强仅与深度有关,并通过实验和理论解释了与此有关的液体静力学佯谬现象。
帕斯卡的成就并未仅限于物理学领域。他突击阅读了欧几里得《几何原本》的前六本,并能将其应用于力学。1653年,他进入牛津大学里奥尔学院就读,虽然没有取得学士学位,但在1663年获得文学硕士学位。
帕斯卡定律在流体(气体或液体)力学中具有广泛应用。它描述了封闭容器中的静止流体某一部分发生的压强变化,将毫无损失地传递至流体的各个部分和容器壁。压强等于作用力除以作用面积。根据帕斯卡原理,在水力系统中,对活塞施加一定的压强将产生相同的压强增量于另一个活塞上。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强仍然相等。水压机正是帕斯卡原理的实例,广泛应用于液压制动等。
帕斯卡还发现,静止流体中任一点的压强各向相等,即该点在通过它的所有平面上的压强都相等。这一事实也称为帕斯卡原理(定律)。