帕斯卡，帕斯卡或法则的原理规定，封闭在任何点的流体压力变化均不会改变地传输到流体中的所有其他点。
法国科学家布莱斯·帕斯卡尔（Blaise Pascal，1623-1662）发现了这一原理。由于帕斯卡（Pascal）对科学做出的贡献的重要性，国际系统中的压力单位以他的名字被任命。
图1.反铲利用Pascal原理来举起重物。资料来源：资料来源：publicdomainpictures.net
由于压力定义为垂直于表面的力与其面积之比，因此1 Pascal（Pa）等于1牛顿/ m 2。
历史
为了检验他的原理，Pascal设计了一个相当有力的证明。他取了一个空心球，在几个地方钻了孔，将塞子塞在除一个孔外的所有孔中，并用孔塞满水。他在此放置了一个装有柱塞的注射器。
通过充分增加柱塞中的压力，可以同时释放塞子，因为压力被均匀地传递到流体的所有点并沿所有方向传递，从而证明了帕斯卡定律。
图2. Pascal的注射器。来源：维基共享资源。
布莱斯·帕斯卡（Blaise Pascal）生命短暂，生病了。他不可思议的头脑使他探究自然和哲学的各个方面。他的贡献不仅限于研究流体的行为，Pascal还是计算的先驱。
正是在19岁时，帕斯卡（Pascal）为父亲创造了一个机械计算器，用于他在法国税制中的工作：帕斯卡林（pascalin）。
此外，他们还与他的朋友和同事，伟大的数学家皮埃尔·德·费马特（Pierre de Fermat）塑造了概率论，这在物理学和统计学中是必不可少的。帕斯卡（Pascal）享年39岁，在巴黎去世。
帕斯卡原理的解释
以下实验非常简单：一个U形管充满水，并且在两端插入塞子，这些塞子可以像活塞一样顺畅而轻松地滑动。对左活塞施加压力，使其略微下沉，观察到右活塞在流体推动下上升（图3）。
图3. Pascal原理的应用。资料来源：自制。
发生这种情况是因为压力没有任何降低地传递到流体的所有点，包括那些与右侧活塞接触的点。
诸如水或油之类的液体是不可压缩的，但同时分子具有足够的运动自由度，这使得压力可以分布在右活塞上。
因此，右活塞在力和方向上与向左施加的力完全相同，但方向相反。
静态流体中的压力与容器的形状无关。很快将显示压力随深度线性变化，Pascal原理就是由此而来。
任一点的压力变化都会导致另一点的压力变化相同的量。否则会有额外的压力使液体流动。
压力与深度的关系
静止的流体会在容纳它的容器壁上以及浸入其中的任何物体的表面上施加力。在Pascal的注射器实验中，可以看到水流垂直于球体流出。
流体在其它作用在表面上垂直地分布力，所以可以很方便地引入的平均压力P的概念米为垂直力施加˚F ⊥由区域A，其SI单位是帕斯卡：
压力随深度增加。通过隔离静态平衡中的一小部分流体并应用牛顿第二定律可以看出：
图4.一小部分处于静态平衡状态的流体的自由状态图，其形状为立方体。资料来源：E-xuoo
水平力成对抵消，但在垂直方向上，力按如下方式分组：
用密度ρ=质量/体积表示质量：
流体部分的体积为乘积A xh：
应用领域
帕斯卡（Pascal）的原理已被用于制造众多装置，这些装置可倍增力并简化诸如举重，在金属上冲压或压制物体之类的任务。其中包括：
-液压机
-汽车制动系统
-机械铲和机械臂
-液压千斤顶
-起重机和电梯
接下来，让我们看看帕斯卡的原理是如何将小部队变成大部队来完成所有这些工作的。液压机是最具特色的示例，下面将进行分析。
液压机
为了制造液压机，采用与图3相同的装置，即U形容器，我们已经知道该容器从一个活塞向另一个活塞传递相同的力。差异将取决于活塞的大小，这就是使设备工作的原因。
下图显示了Pascal的工作原理。在大小活塞中，流体所有点的压力都相同：
图5.液压机示意图。资料来源：维基共享资源。
p = F 1 / S 1 = F 2 / S 2
传递到大活塞的力的大小为：
F 2＝（S 2 / S 1）。˚F 1
由于S 2 > S 1，导致F 2 > F 1，因此输出力已乘以面积之间商数得出的系数。
例子
本节介绍了应用示例。
液压制动器
汽车制动器通过填充连接到车轮的管中的液压油来利用Pascal原理。当他需要停车时，驾驶员通过踩下制动踏板并产生液压来施加力。
在另一种极端情况下，压力将制动片推向与车轮（而非轮胎）一起旋转的鼓轮或制动盘。产生的摩擦力会使碟片减速，也使车轮减速。
图6.液压制动系统。资料来源：F. Zapata
液压机的机械优势
在图5的液压机中，只要不考虑摩擦力，输入功必须等于输出功。
输入力F 1使活塞在下降时行进距离d 1，而输出力F 2使上升活塞的行进距离d 2。如果两个力完成的机械功相同：
机械优势M是输入力和输出力的大小之间的商：
并且如前一节所述，它也可以表示为区域之间的商：
似乎可以免费进行工作，但实际上该装置没有产生能量，因为获得了机械优势，但是以牺牲小活塞d 1的位移为代价的。
因此，为了优化性能，将阀门系统添加到设备中，使得出口活塞由于入口活塞上的短脉冲而上升。
以此方式，液压千斤顶的操作员多次抽水以逐渐提升车辆。
运动解决
在图5的液压机中，活塞面积为0.5平方英寸（小活塞）和25平方英寸（大活塞）。找：
a）该压力机的机械优势。
b）提起1吨负载所需的力。
c）输入力将所述负载提升1英寸所必须作用的距离。
以英国系统和SI国际系统为单位表示所有结果。
解
a）机械上的优势是：
M = F 2 / F 1 = S 2 / S 1 = 25英寸2 / 0.5英寸2 = 50
b）1吨等于2000磅力。必要的力是F 1：
F 1 = F 2 / M = 2000磅力/ 50 = 40磅力
为了在国际体系中表达结果，需要以下转换因子：
1磅力= 4.448牛
因此，F1的大小为177.92N。
c）M = d 1 / d 2→ d 1 = Md 2 = 50 x 1英寸= 50英寸
所需的转换系数是：1英寸= 2.54厘米
参考文献
- Bauer，W.2011。《工程与科学物理学》。第1卷。麦格劳·希尔（Mc Graw Hill）。417-450。
- 大学物理。帕斯卡的开始。从以下位置恢复：opentextbc.ca。
- Figueroa，D.（2005年）。系列：科学与工程物理。第4卷。流体与热力学。由Douglas Figueroa（USB）编辑。4-12
- Rex，A.，2011年。《物理学基础》。皮尔森 246-255。
- Tippens，P。2011。《物理：概念与应用》。第7版。麦格劳·希尔（McGraw Hill）301-320。