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帕斯卡定律

1650
  • Blaise Pascal
Hydraulic lift demonstrating Pascal's Law in fluid mechanics applications.

(图片仅供参考)

帕斯卡定律,或称流体压力传递原理,指出: 压力 在封闭、不可压缩流体中,任何一点的变化都会毫无减弱地传递到流体中的所有点。这一原理是流体力学的基石。 力学 在液压系统中,力倍增因子可以用数学方式表示:[latex]frac{F_2}{A_2} = frac{F_1}{A_1}[/latex]。

布莱兹·帕斯卡在17世纪中期进行流体实验时发现了这一原理。该定律直接源于以下事实:静止流体在给定深度处的压力与方向无关,且对于不可压缩流体,密度为常数。帕斯卡定律的创新之处在于它应用于力的倍增。通过在小面积区域(A₁)上施加较小的力(F₁),可以在更大的面积区域(A₂)上产生更大的力(F₂),因为压力(p = F/A)在整个系统中必须相等。这使得人们能够制造出强大的机器,从而以最小的努力举起巨大的重量或施加巨大的力。例如,在液压汽车升降机中,技工踩下连接着一个小活塞的踏板,传递的压力作用于汽车下方一个更大的活塞,从而轻松抬起汽车。虽然力被放大,但所做的功保持不变(忽略摩擦力),因为较小的活塞必须移动比大的活塞更大的距离,从而实现了能量守恒。这一原理是液压领域的基础,液压领域利用加压液体(通常是油)来驱动机械。为了使该定律以最简单的形式成立,流体必须是不可压缩的。虽然没有流体是完全不可压缩的,但像油这样的液体对于大多数实际应用来说已经足够接近不可压缩,这使得液压系统高效可靠。

UNESCO Nomenclature: 2209
- 机械

类型

抽象系统

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 西蒙·斯蒂文关于流体静力学的研究
  • 埃万杰利斯塔·托里切利的水银气压计实验
  • 古希腊哲学家对流体和力的基本理解

应用程序

  • 液压升降机和千斤顶
  • 车辆液压制动器
  • 制造用液压机
  • 动力转向系统
  • 挖掘机等重型建筑设备

专利:

NA

潜在创新理念

  • 用于机器人和假肢的微液压执行器
  • 利用压力变化触发密封剂释放的自修复管道
  • hydraulic energy storage systems that 泵 fluid to a high-pressure accumulator
  • 无需传统铰链的先进飞机的压力控制面
  • 由流体压力网络驱动的软机器人
  • 智能适应冲击力的液压减震器
  • 由地面液压控制装置操作的深海采矿设备
  • 自流井发电系统
  • 利用内部压力保持结构完整性的充气太空栖息地
  • 用于抗辐射计算的液压逻辑电路
Related to: Pascal’s law, 流体力学, hydraulics, incompressible fluid, pressure transmission, force multiplication, blaise pascal, hydraulic lift, hydraulic brakes, fluid pressure.

历史背景

帕斯卡定律

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1687
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1738
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1600
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1678
1687
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1738
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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

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