Nguyên lí Pascal – máy nén thuỷ lực, kích nâng và phanh

Mô phỏng nguyên lí Pascal cho chủ đề Áp suất chất lỏng, Vật lí 10 (Chương trình GDPT 2018), dùng được cả khi học áp suất ở Khoa học tự nhiên 8. Lực F₁ ấn lên pít-tông nhỏ diện tích A₁ gây ra áp suất p = F₁/A₁, áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn tới mọi điểm, nên pít-tông lớn diện tích A₂ được đẩy với lực F₂ = F₁·A₂/A₁. Chất lỏng coi như không nén được nên A₁d₁ = A₂d₂ và công vào bằng công ra. Mô hình bỏ qua ma sát, rò rỉ, trọng lượng pít-tông và chênh lệch độ cao của chất lỏng. Chọn Kích nâng ô tô, Máy ép hoặc Phanh dầu. Đổi đường kính D₁, D₂, lực ấn F₁ và hành trình d₁ rồi bấm Bơm: khi đang ấn, hai áp kế p₁, p₂ chỉ cùng một giá trị; sau mỗi lần ấn pít-tông lớn chỉ nhích lên d₂ = d₁·A₁/A₂, van một chiều giữ nó lại và bình dầu nạp lại xi lanh nhỏ. Bấm Ghi số liệu để đưa A₂/A₁, F₁, p, F₂, F₂/F₁, d₁, d₂ và hai công W₁, W₂ vào bảng; đồ thị F₂/F₁ theo A₂/A₁ là đường thẳng qua gốc. Hai nhiệm vụ tự kiểm: nâng xe từ 1 500 kg bằng lực không quá 150 N, và tính lực F₁ nhỏ nhất nâng được xe. Mặc định D₁ = 2 cm, D₂ = 16 cm, F₁ = 200 N: p ≈ 637 kPa, F₂ = 12 800 N, d₂ ≈ 1,56 mm mỗi lần ấn. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao hai áp kế chỉ cùng một giá trị khi đang ấn pít-tông nhỏ? – Muốn nâng xe 1 200 kg bằng lực 100 N thì tỉ số D₂/D₁ ít nhất phải bằng bao nhiêu? – Máy thuỷ lực có cho lợi về công không? Giải thích bằng số liệu trong bảng.