湯澤平

帕斯卡是法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。他沒有受過正規(guī)的學(xué)校教育，但由于有良好的家庭教育，加上他自己聰明好學(xué)，因此語文學(xué)得很好，數(shù)學(xué)也學(xué)得很出色。16歲時(shí)參加了巴黎數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家小組的學(xué)術(shù)活動(dòng)，并發(fā)表了一篇有關(guān)圓錐曲線的出色論文，這篇論文使當(dāng)年的帕斯卡名聲大震，正式踏進(jìn)了法國學(xué)術(shù)界的大門，取得了一個(gè)又一個(gè)的成果。

帕斯卡在1648年表演了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長(zhǎng)的管子，從樓房的陽臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只用了幾杯水，就把桶壓裂了，桶里的水就從裂縫中流了出來。

這就是歷史上有名的帕斯卡桶裂實(shí)驗(yàn)。一個(gè)容器里的液體，對(duì)容器底部（或側(cè)壁）產(chǎn)生的壓力遠(yuǎn)大于液體自身的重量，這對(duì)許多人來說是不可思議的。

幾杯水為什么能使桶破裂呢？我們知道液體的壓強(qiáng)等于密度、深度和重力加速度常數(shù)之積（P=ρgh），在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，水的密度不變，但由于細(xì)管子的容積較小，幾杯水灌進(jìn)去，其深度h很大。深度一再增加，則下部的壓強(qiáng)越來越大，其液壓終于超過木桶能夠承受的上限，木桶隨之裂開。

帕斯卡“桶裂”實(shí)驗(yàn)很好地證明了液體壓強(qiáng)與液體的深度有關(guān)。

在日常生活中，我們經(jīng)?？吹?，沒有灌水的水龍帶是扁的。水龍帶接到自來水龍頭上，灌進(jìn)水，就變成圓柱形了。如果水龍帶上有幾個(gè)眼，就會(huì)有水從小眼里噴出來，噴射的方向是向四面八方的。水是往前流的，為什么能把水龍帶撐圓？

早在幾百年前，帕斯卡就注意到這類現(xiàn)象。帕斯卡從小就凡事好問個(gè)為什么，而且最愛通過實(shí)驗(yàn)來提出自己的新見解。他想，也許水對(duì)四面八方都有壓強(qiáng)吧？于是他首先設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，那就是“帕斯卡球”實(shí)驗(yàn)。帕斯卡球是一個(gè)壁上有許多小孔的空心球，球上連接一個(gè)圓筒，筒里有可以移動(dòng)的活塞。把水灌進(jìn)球和筒里，向里壓活塞，水便從各個(gè)小孔里噴射出來，成了一支“多孔水槍”。

帕斯卡球的實(shí)驗(yàn)證明，液體能夠把它所受到的壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞。水龍帶灌滿水以后變成圓柱形，就是因?yàn)樗垘Ю锏乃炎詠硭锏膲簭?qiáng)傳遞到了帶壁的各個(gè)部分的結(jié)果。

細(xì)心的帕斯卡并沒有就此結(jié)束他的研究。他又多次做實(shí)驗(yàn)，研究哪個(gè)孔噴出去的水最遠(yuǎn)？結(jié)果發(fā)現(xiàn)，并沒有射得特別遠(yuǎn)的，距離都差不多。這說明，每個(gè)孔所受到的壓強(qiáng)都相同。

認(rèn)真的觀察使帕斯卡發(fā)現(xiàn)了液體傳遞壓強(qiáng)的基本規(guī)律，這就是著名的帕斯卡定律：流體（氣體或液體）力學(xué)中，封閉容器中的靜止流體的某一部分發(fā)生的壓強(qiáng)變化，將毫無損失地傳遞至流體的各個(gè)部分和容器壁。帕斯卡首先闡述了此定律。根據(jù)帕斯卡原理，在水力系統(tǒng)中的一個(gè)活塞上施加一定的壓強(qiáng)，必將在另一個(gè)活塞上產(chǎn)生相同的壓強(qiáng)增量。如果第二個(gè)活塞的面積是第一個(gè)活塞的面積的10倍，那么作用于第二個(gè)活塞上的力將增大為第一個(gè)活塞的10倍，而兩個(gè)活塞上的壓強(qiáng)仍然相等。水壓機(jī)就是帕斯卡原理的實(shí)例。所有的液壓機(jī)械都是根據(jù)帕斯卡定律設(shè)計(jì)的，所以帕斯卡被稱為“液壓機(jī)之父”。上海重型機(jī)械廠有一臺(tái)水壓機(jī)，它能把一個(gè)將近百噸重的鋼錠像揉面團(tuán)一樣揉來揉去。

遺憾的是，1655年，帕斯卡進(jìn)入與世隔絕的神學(xué)中心——巴黎附近的披特壘阿爾。1662年，憂郁而深思的帕斯卡與世長(zhǎng)辭，年僅39歲。因他率先提出了描述液體壓強(qiáng)性質(zhì)的“帕斯卡定律”，國際單位制規(guī)定壓強(qiáng)的單位“牛頓/米2”為“帕斯卡”。即1帕斯卡=1牛頓/米2。

帕斯卡不僅在力學(xué)中取得了很大成就，在數(shù)學(xué)、哲學(xué)上也都取得了一定的成就。我就把帕斯卡哲學(xué)名著《思想錄》里一句名言，“人只不過是一根蘆葦，是自然界最脆弱的東西，但他是一根有思想的蘆葦”送給同學(xué)們吧，愿同學(xué)們學(xué)業(yè)有成！

人教版物理八年級(jí)下冊(cè)第九章《壓強(qiáng)》課外延伸閱讀

☆編輯/張燁