为什么液压机能产生极大的力

金仲辉

读者小川问：“最近学校附近的工地开工了，时常见到吊车等重型机械进行施工作业，吊车利用吊臂能够轻易吊起数十吨重的工程材料.听老师说吊车是利用液压原理工作的.除此之外.工程机械上所使用的液压机也是利用同样原理工作的.我想知道.为什么液压机可以产生很大的力？这和课堂上学的液体压强有什么关系？”这是一个非常好的问题，液压相关知识属于高等教育阶段工科机电类专业的必修内容，液压系统在现代工程机械中有着非常广泛的应用，这里所说的液压原理涉及了一个重要的物理学定律——帕斯卡定律.

在课堂上我们已经学习，在静止液体内等高点具有相同的压强.而两点之间的压强差，仅由液体密度和两点之间的高度差所决定.由于液体具有流动性，在密闭容器中.液体的某一部分压强发生变化，将大小不变地向各个方向传递，由此可得到帕斯卡定律，它通常表述为：作用在密闭容器中液体上的压强等值地传到液体各处和器壁上，

图1绘出了液压机工作原理的示意图，液压机由一个连通器组成，其中左、右两端活塞的面积分别为S1、S2，且S2=10S1，在左端活塞上施加一个竖直向下的力F1，右端活塞上就会产生一个竖直向上的力F2.根据帕斯卡定律，在该系统左端活塞上施加一定的压强.必将在右端活塞上产生大小相同的压强增量.由于压强等于压力除以受力面积，即F1/S1=F2/S2，于是可得F2=F1.S2/S1.由于S2=10 S1，则F2=10F1.这就是液压机能够产生很大的力的缘故.

帕斯卡（如图2）1623年出生于法国.在物理学方面.他的主要贡献在于对大气压强和液体静力学的研究.特别是提出了以他名字命名的帕斯卡定律.帕斯卡不仅仅是一名物理学家.还是一名杰出的数学家.17岁时帕斯卡就提出了射影几何中的帕斯卡原理.20岁左右设计并制造出历史上第一架机械计算器.31岁提出二项式展开系数的三角形排列表.即帕斯卡三角形排列法，他还和法国另一位数学家费马共同奠定了概率论的基础.除此之外，他在哲学方面也有不少著作.不幸的是，帕斯卡從小体弱多病，这妨碍了他在科学研究方面取得更多成就.1662年帕斯卡逝世.终年39岁.为了纪念帕斯卡对研究大气压强所作出的贡献.压强单位帕斯卡就是以他名字命名的.

贾任编辑 林洋