大量实验和理论研究表明:使用任何机械都不能省功,这个结论叫做功的原理。在历史上曾被誉为“机械黄金定律”。如图所示是液压千斤顶的原理剖面图。只要对小活塞施加一个合适作用力使小活塞下降距离h1,就可以利用大活塞上升距离h2将一辆汽车顶起来而便于更换、维修轮胎。设活塞、液体本身重力及摩擦忽略不计,试根据功的原理推导:
F1
=
S1
F2
S2
解析:
小活塞和大活塞下降及上升的体积分别是:
V1=S1h1
V2=S2h2
显然:V1=V2 即
S1h1=S2h2…………(1)
小活塞对液体做功为:
W1=F1h1
液体对大活塞做功为:
W2=F2h2
根据功的原理可知:W1=W2,即
F1h1=F2h2…………(2)
从(1)式解出h1表达式代入(2)式得:
F1S2h2
F2h2 即
【推导完毕】
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