Опыт Паскаля

Модель представляет собой демонстрацию опытов Паскаля, проводимых ученым в 1651–1653 годах. Опыты проводились на установке, имеющей два сообщающихся сосуда разного сечения.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля: давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно:

Из выражения для давления в жидкости p = ρgh вытекает, что в сообщающихся сосудах любой формы, заполненных однородной жидкостью, давления в любой точке на одном и том же уровне одинаковы.

Если оба вертикально расположенных цилиндра сообщающихся сосудов закрыть поршнями, то с помощью внешних сил, приложенных к поршням, в жидкости можно создать большое давление p, во много раз превышающее гидростатическое давление ρgh в любой точке системы. Тогда можно считать, что во всей системе устанавливается одинаковое давление p. Если поршни имеют разные площади S1 и S2, то на них со стороны жидкости действуют разные силы F1 = pS1 и F2 = pS2. Такие же по модулю, но противоположно направленные внешние силы должны быть приложены к поршням для удержания системы в равновесии. Таким образом,

Если S2 >> S1, то F2 >> F1. Устройства такого рода называют гидравлическими машинами.

Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации (Фильм).