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抗衡
固体在传递压力时,压力的大小不变,而压强(即单位面积所受的压力)则往往因为各部分受力面积的大小不同而有所改变。例如,我们平时用图画钉揿东西,因为钉尖,所以利用它能产生较大的压强。
那么液体和气体传递压力的情况是怎样的呢?法国科学家帕斯卡告诉我们:加在密封的液体或气体上的压强,要按照它原来的大小,由液体或气体向各个部分各个方向传递。可得公式:
F[,2]/S[,2]=F[,1]/S[,1]
由此可见,在使用水压机时,作用在两活塞上的力的比值,等于它们的面积的比值。也就是说,在小活塞上加一个不很大的力,在大活塞那边就可以产生一个很大的力,如图中的青蛙可以和大象“抗衡”。这一点是利用固体直接传力所不能达到的。
类似水压机的应用范围很广,如榨油、压纸浆、举起重物(千斤顶)等等。为了防止机械生锈,有时液体不用水而用矿物油等,所以这类机械也称油压机。
三个和尚没水喝
“三个和尚挑水喝”的故事,是形容一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚我依赖你、你依赖我,大家都不肯出力,结果三个和尚没水喝。
然而,三个和尚都肯出力,是不是一定有水喝呢?
看图中三个和尚,用的是一根特殊的杠棒:杠棒有三个方向,互成120°角度。中间悬挂着一个盛满水的水桶。 当他们各自向前用力且在同一平面上,力的大小相同,同一时刻跨出步子,结果发现寸步难行,时间过去了,水桶还在原地,大家没水喝。
从物理角度来讲,根据力的合成法则,三个大小相等、互成120 °夹角,且在同一平面的共点力的合力为零。合力既然为零,物体就处于平衡状态。反过来,如果物体处于平衡状态,那三个力中的任意两个力的合力必定与第三个力大小相等、方向相反,且在一条直线上,也就是说,任意两个力的合力必定与第三个力是一对平衡力。
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