【精品】力举千斤巴斯卡原理之探讨.doc

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1、力舉千斤一巴斯卡原理之探討有一次經過一-處正在施工的工地時，看見工人用起重機吊起一片乂厚乂重的大鐵板，心川便起了疑問，是何種裝置有那麼大的力量足以吊那麼重的東西呢？問了物理老師，老師告訴我那是利用巴斯卡原理的油壓裝置。發現生活上利用此原理的裝置也十分廣泛；於是便展開了硏究與探討。二-硏究目的（-）探討作用力與作用面積的關係式W1/A1=W2/A2（二）探討壓力與高度的關係式P=Po+hpg（三）探討作用力與高度的關係式Wl/Al+hQg=W2/A2（四）探討流體密度對此系統的影響三、文獻探討（一）內容:對

2、一充滿液體之密閉容器內的液體所施的壓力，必均勻的傳遞到液體中的任何一部份及器壁上，且其値不變這稱爲巴斯卡原理。（二）分析：1•靜止的流體內，任何兩點間的壓力差，只與流體的密度以及這兩點的垂直高度差有關。2.因大部分液體的壓縮係數很小，故液面上加壓時，液體的密度幾爲常數，因此液體內的任何兩點壓力差，與外加壓力的大小無關。3但此時液面上的任何點均因外力作用而增加壓力，因此液體

3、卩每一點的壓力亦必相對應的增加相同數値，才可保持兩點間的壓力差不變O四'硏究設備器材（主要儀器設備）（-）半徑不同之圓柱體壓克力槽數個

4、，壓克力若干（-）透明橡皮管（三）三角支撐架（四）酒精溶液,氯化鋼若干克五、硏究過程或方式(-)實驗前的步驟：1.水壓機的製作：利用各半徑不同的壓克力圓柱筒、軟泡綿、壓克力板等製作水壓機2.摩擦力的測量：先在各筒壁均勻的塗抹上凡士林以降低摩擦力，再分別在不同半徑的水壓機的活塞上放磁碼，測出各個活塞對筒壁的最大靜摩擦力。PS:此後所有的數據皆已先扣除摩擦力，以降低誤差。(-)實驗一：1•實驗目的：探討作用面積比二作用力的比Wl/Al=W2/A22•實驗過程：以直徑爲4cm的壓克力筒作爲『施力筒』，在分別與直

5、徑爲20cm、24cm、28cm的壓克力筒連接，測量出在同一水平面時不同的作用面積與個別所需的作用力的關係式。(%1)實驗二：1.實驗目的：利用兩活塞之一面高度的不同，測出分別需作用在A1和A2的作用力大小；利用壓力公式P=P0+hpg能使用更小的作用力在施力筒上來舉起更重的重物。Wl/Al+hpg二W2/A22•實驗過程：⑴由瀆驗-)可得Wl/Al=W2/A2，所以以下的實驗均採用A1=4cm及A2=20cm的壓克力筒。(2)以支撐架提高A1的高度，使A1有更大的上升空間，以彌補器材的高度不足。(3)當

6、A1的高度與A2的高度相差多少時，分別需在A1及A2上放置多少重物的關係式。(4洗在A1上放置16gw及在A2上放置400gw，此一系統之兩活塞會達同一水平面。(5)固定Ai上的法碼重量，再依次改變A2的法碼重量時，Ai的活塞便會與A2的活塞有高度差。(%1)實驗三：1•實驗目的：由於(實驗一)與(實驗二)所使用之流體都爲純水，因位水的Q=1，所以hxQ=hXl=h，故設計此實驗賴探討Q對高度的影響。1.實驗過程：(1)在A1上放置16gw及在A2上放置1400gw時，因爲Wi/Ai+h/9g=W2/A2

7、，如果流體爲水(Q=1)時會得下式16/4+10xlxg=1400/100，則Ai的活塞高度.A2的活塞高度=10cm。(2)如改變液體密度時，則Ai的活塞高度・A2的活塞高度也會產生變化。%1.硏究結果：以下是我們的硏究結果(一)各個活塞對筒壁的摩擦力4cm2100cm2144cm2196cm2最大靜摩擦力6303642(%1)實驗一的硏究結果1•測量作用面積與作用力的關係式(1)當Ai=4cm2與A2=100cn?達同一水平面時次面積(co?)比値Ai=4cm2A2=100cm2重量(gw)W1W21

8、51251/252102501/253153751/254205001/255256251/25W1W2Ai=4cm2A2=100cm2Ai：A2=l:25=l/25W1：W2=Ai：A2(2)當Ai=4cm2與A2=144cm2達同一水平面時次面積(cn?)比値Ai=4cm2A2=144cm2重直i(gw)W1W2151801/362103601/363155401/364207201/365259001/36W1W2Ai=4cm2A2=144cm2Ai：A2=l:36=l/36W1：W2=Ai：A2A

9、2(3)當Ai=4cm2與A2=196cm2達同一水平面時次面積(cn?)比値Ai=4cm2A2=196cm2重量(gw)W1W2152451/492104901/493157351/494209801/4952512251/49W1AlW2Ai=4cm2A2=196cm2Ai：A2=1:49=1/49W1：W2=Ai：A2AZ(三)實驗二的硏究結果1・測量高度與作用力的關係式(1)當Wi=16gw時W2與高度(h)的關係式次