金仲輝

讀者小川問(wèn)：“最近學(xué)校附近的工地開工了，時(shí)常見(jiàn)到吊車等重型機(jī)械進(jìn)行施工作業(yè)，吊車?yán)玫醣勰軌蜉p易吊起數(shù)十噸重的工程材料.聽(tīng)老師說(shuō)吊車是利用液壓原理工作的.除此之外.工程機(jī)械上所使用的液壓機(jī)也是利用同樣原理工作的.我想知道.為什么液壓機(jī)可以產(chǎn)生很大的力？這和課堂上學(xué)的液體壓強(qiáng)有什么關(guān)系？”這是一個(gè)非常好的問(wèn)題，液壓相關(guān)知識(shí)屬于高等教育階段工科機(jī)電類專業(yè)的必修內(nèi)容，液壓系統(tǒng)在現(xiàn)代工程機(jī)械中有著非常廣泛的應(yīng)用，這里所說(shuō)的液壓原理涉及了一個(gè)重要的物理學(xué)定律——帕斯卡定律.

在課堂上我們已經(jīng)學(xué)習(xí)，在靜止液體內(nèi)等高點(diǎn)具有相同的壓強(qiáng).而兩點(diǎn)之間的壓強(qiáng)差，僅由液體密度和兩點(diǎn)之間的高度差所決定.由于液體具有流動(dòng)性，在密閉容器中.液體的某一部分壓強(qiáng)發(fā)生變化，將大小不變地向各個(gè)方向傳遞，由此可得到帕斯卡定律，它通常表述為：作用在密閉容器中液體上的壓強(qiáng)等值地傳到液體各處和器壁上，

圖1繪出了液壓機(jī)工作原理的示意圖，液壓機(jī)由一個(gè)連通器組成，其中左、右兩端活塞的面積分別為S1、S2，且S2=10S1，在左端活塞上施加一個(gè)豎直向下的力F1，右端活塞上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的力F2.根據(jù)帕斯卡定律，在該系統(tǒng)左端活塞上施加一定的壓強(qiáng).必將在右端活塞上產(chǎn)生大小相同的壓強(qiáng)增量.由于壓強(qiáng)等于壓力除以受力面積，即F1/S1=F2/S2，于是可得F2=F1.S2/S1.由于S2=10 S1，則F2=10F1.這就是液壓機(jī)能夠產(chǎn)生很大的力的緣故.

帕斯卡（如圖2）1623年出生于法國(guó).在物理學(xué)方面.他的主要貢獻(xiàn)在于對(duì)大氣壓強(qiáng)和液體靜力學(xué)的研究.特別是提出了以他名字命名的帕斯卡定律.帕斯卡不僅僅是一名物理學(xué)家.還是一名杰出的數(shù)學(xué)家.17歲時(shí)帕斯卡就提出了射影幾何中的帕斯卡原理.20歲左右設(shè)計(jì)并制造出歷史上第一架機(jī)械計(jì)算器.31歲提出二項(xiàng)式展開系數(shù)的三角形排列表.即帕斯卡三角形排列法，他還和法國(guó)另一位數(shù)學(xué)家費(fèi)馬共同奠定了概率論的基礎(chǔ).除此之外，他在哲學(xué)方面也有不少著作.不幸的是，帕斯卡從小體弱多病，這妨礙了他在科學(xué)研究方面取得更多成就.1662年帕斯卡逝世.終年39歲.為了紀(jì)念帕斯卡對(duì)研究大氣壓強(qiáng)所作出的貢獻(xiàn).壓強(qiáng)單位帕斯卡就是以他名字命名的.

賈任編輯 林洋