science >> Wetenschap >  >> Fysica

Middle School Activities on Pascals Principle

Een verandering in druk uitgeoefend op een ingesloten vloeistof wordt onverminderd doorgevoerd naar elk punt van de vloeistof en naar de wanden van de container. Dit is een verklaring van het Principe van Pascal, dat de basis is van de hydraulische krik die je ziet in de garage. De relatief kleine krachtinvoer op één zuiger drijft de tweede zuiger onder de auto omhoog, omdat de druk wordt overgebracht van de ene zuiger naar de andere door een tussenvloeistof. Je kunt deze drukoverdracht in de klas aantonen zonder gebruik te maken van pistons of andere complexe apparatuur.

Ballon

Stap op een ballon en de toename van de druk is verspreid over de binnenkant van de ballon . Het dunner worden van de muren en het mogelijk zelfs ploppen ervan, tonen deze transmissie van drukverhoging aan. Dit voorbeeld is vrij eenvoudig en geeft niet echt de subtiliteit van het principe.

Ei-uitje

Plaats een ei in een plastic zak als voorzorgsmaatregel. Probeer vervolgens het ei te verpletteren met een blote hand, en zorg ervoor dat je je vingers zo veel mogelijk omwikkelt met de omtrek van het ei. Het ei breekt niet, omdat de buitendruk gelijkmatig wordt verdeeld en de vloeistof in het ei gelijkmatig wordt geduwd. Het is verwant aan het laten vallen van het ei in een mijl-diepe oceaan. Het zou nog steeds geen mijl breken, omdat de druk binnen en buiten zich gelijkmatig opbouwen en tegenwerken.

Bottle of

Veel dramatischer is de demonstratie van het principe van Pascal. Selecteer een glazen fles met een schroefdop. Vul het met water bijna naar de top. Schroef de dop erop. Houd de fles boven de gootsteen in het klaslokaal. Klap de dop met de bal van de duim (de thenar eminence). Met voldoende plotselinge kracht valt de bodem van de fles weg, evenals alle vloeistof erin. De ronde naad waar de onderkant tijdens de productie aan de rest van de fles is bevestigd, is waar de breuk optreedt. Deze demonstratie is echter gemakkelijker uit te voeren met een rubberen hamer.

De reden waarom deze demonstratie werkt, is omdat de plotselinge toename van de druk door het flesje heen wordt overgebracht, door het principe van Pascal. Een gelijkmatige krachtverdeling drukt op de bodem van de fles. De naad net boven de bodem is toevallig de zwakste "verbinding" in de fles, dus daar gaat de fles achteruit. Merk op dat omdat de dop van de fles veel kleiner is dan de bodem van de fles, de vloeistof binnenin meer kracht uitoefende op de bodem dan de hand die op de vloeistof werd uitgeoefend. Verder hoeft de bodem alleen op moleculaire schaal - de breedte van een paar atomen - naar buiten te worden verplaatst om de naad rond de bodem te breken, terwijl de hand de dop over een veel grotere afstand naar binnen slaat. Daarom valt de bodem weg door te worden onderworpen aan een grotere kracht, zij het over een kortere afstand.

Herinner die energie, want werk, is kracht maal de afstand waarover de kracht wordt uitgeoefend. Daarom wordt energie behouden in deze demonstratie, omdat de kracht op de bodem van de fles de bodem zo weinig verplaatst. Net als de autolift van een monteur, is de demonstratie van de fles een mix van het principe van zowel Pascal als het concept van hefboomwerking in vergrotende kracht terwijl het toch energie spaart.