印象中,经过修车店时,常常能看到师傅们按压几下杠杆,成吨重的轿车就会被轻松抬起,这让我非常惊讶,也非趁好奇。为什么看似简单的千斤顶能举起这么重的东西呢?
我们最常见到的是液压千斤顶,它利用的其实是一条很基础的流体静力学定律帕斯卡定律。简单理解就是在封闭容器中,任何一处流体受到压力,这份压力都会以同等的强度向各个方向同样的传递。我们可以把两个相同的针管连接起来做一个实验,将其中一个针管装满液体,另外一个针管下面用手按压a管中的推杆,我们能够看到液体很快就进入到了,而B的推杆也自然而然的移。下面来看一张液压千斤顶的工作原理图。乍一看。有些复杂,但简化后的液压系统其实和刚刚的针管实验一样,只不过一侧是细针管,一侧是粗针管。我们可以假设左边细管的横截面面积是A1,右边粗管是A2,那么当我们给左边的水管施加压力F一时,压强会增加A1分之F1,同样传递给右边水管的压强也是A1分之F1。因为右侧水管的横截面面积为A2,所以右边水管被施加的力的大小就是A1乘以F1分之A2。如果这个时候右侧页面上什么都没有,那么这个力就由上升液面产生的重力来实现,也就是我们在前面看到的B管推杆升高。但是如果在液面上施加重物,这个力就变成了水和重物两者重力的和。而从公式F2等于A1乘以F1分之A2中也不难看出。想要千斤顶使用起来更加省力,只需要增加大活塞与小活塞的面积比就行了。
但是俗话说的好,老天爷是公平的,能量也是守恒的,想省力可以,但就要付出更多的时间了。因为活塞的面积越小,需要抬升或者下降的高度也就越大,所以我们便能看到汽车维修师傅们来回按压的身影了。当然,除了这种液压款,还有不少形状奇特的机械千斤顶,比如这款常被用来刨树根的高举千斤顶,这款更加轻巧便捷的简式千斤顶,以及这款不用人力但看起来不太靠谱的弧形支架千斤顶等等。
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