パスカルの原理

　パスカルの原理は1653年にフランスの科学者ブレーズ・パスカルが発見した流体の圧力の伝わり方に関する基本原理で、「密閉された容器中の静止した流体の１点に圧力をかけると、加えられた圧力に等しい圧力が流体内のどの点にもかかる」というものです。

ブレーズ・パスカル

　下図のように断面積 1 m²のピストンを 1 Nの力で圧したとき、1 Nの力が流体を伝わり、容器内のどの部分にも 1 N/m²の力が働きます。

パスカルの原理

　パスカルの原理を利用すると、力を増幅することができます。 次の図のような装置を使い、左側のピストンにF₁の力を加えると、容器中の流体にはF₁/S₁の圧力がかかります。この圧力は流体を通じて、右側のピストンにも伝わります。

ピストンの断面積とピストンにかかる力の大きさ

　右側のピストンに働く力F₂は、右側のピストンの断面積がS₂ですから、

　F₂=　F₁/S₁×S₂　

この式をちょっと書き方を変えると、

　F₂     =  F₁ × S₂ / S₁

となります。つまり、ピストンの面積の比だけ、力が増幅されることになります。

　上式をさらに次のように変形してみると、さらにパスカルの原理がわかりやすくなります。

F₁/S₁ = F₂/S₂　

　つまり、単位面積にかかる力、すなわち圧力はどこでも同じということです。

　パスカルの原理の身近な応用例としては油圧ジャッキや油圧ブレーキなどがあります。自動車の小さなブレーキパッドを踏むだけで、自動車を止めることができるのは、小さな力を大きな力に増幅することができる油圧ブレーキのおかげです。

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