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第6章 帕斯卡发明压强定律

布莱斯·帕斯卡,1623年6月19日生于克勒加菲朗,法国着名的数学家和物理学家。他在数学方面受数学家的父亲影响,16岁就发表了数学论文,22岁研制出了世界上第一台机械计算机,根据欧几里得的几何学创立了自己独特的几何体系。在物理方面则总结出了压强定律即帕斯卡定律。

帕斯卡从小就对大自然充满了好奇,常常思考一些他认为有趣的问题。有一天,他在上学的路上,看到园丁准备浇花,只见园丁把又长又扁的水管接在水龙头上,拧开水龙头,扁水管一下子变得圆鼓鼓的,水就顺着水管流进了花园。帕斯卡趁浇花的园丁不注意,悄悄把双脚站到水管上,想压扁管子堵住水,可根本堵不住,水照样从他脚下的水管中流过。他又蹲下来,用手按水管,脸都憋红了也没能按住。这时,园丁走过来,拍拍他的肩膀,吓了他一跳。他以为那位园丁会责怪他,谁知,园丁却反而笑呵呵地对他说:

“你这个小家伙,是想按住水管吗?”

“嗯。”

“就你这样的小不点儿怎么行呢,就是七八个人,只怕也堵不住哟!”

“为什么水有这么大的力量呢?”

“当然啦,看,它喷得多高啊!”

帕斯卡顺着园丁手指的方向看去,只见靠花园这头的水管上有几个细孔,水从细孔中喷出,喷得老高。“真的,它们画的都是抛物线呢。”帕斯卡一蹦一跳地跑过去,伸手挡住一根“抛物线”,手心被射得怪痒痒的。

帕斯卡不禁产生了许多疑问:水进了水管为何要往前跑?水本来是往低处流的,为何水管里的水要往高处流呢?为何水能把管子胀得圆鼓鼓的?细孔里流出来的水为什么能喷那么高?

帕斯卡向园丁请教这些问题,但并没有得到一个满意的答案。没有办法,他只有回到家中向爸爸请教了!出乎他意料的是,他认为最有学问的爸爸也答不出,反而还教训他:

“算了,把书本学好就行了,别整天想这想那的。”

执着的帕斯卡并没有就此作罢,既然从别人那里得不到答案,就自己做试验,他弄来一段水管,接在水龙头上,把另一头扬得高高的,看水往外喷。他还用钉子把好水管钻上几个孔,让水也从小孔里喷“抛物线”。

帕斯卡的行为令爸爸更加生气:“怎么学起玩水了,你这孩子变了,不做正经事了。”

“玩水有什么不好,我有几个问题弄不清楚嘛!”帕斯卡不吃爸爸那一套,照样我行我素,挺有兴趣地摆弄着水管。经过多次细心的观察后,他发现了一个有趣的现象:从小孔里喷出的水流都一样长。

没多久,水管就破烂不堪了,帕斯卡又找来较薄的橡皮管子,费了很大劲才把管子安到水龙头上。细管子顿时被撑得又粗又壮,帕斯卡睁大惊奇的眼睛想:“水究竟从哪儿来这么大的力量?”

帕斯卡决定把这个问题弄个水落石出。他找来一个四周扎有一些小孔的空心球,然后把球上连接一个圆筒,圆筒里安了个可以来回移动的活塞。再将球和圆筒里灌满水,然后用力往里按活塞,水便从球四周的小孔里均匀地向外喷射,真是好玩极了。

帕斯卡重复了一遍又一遍,经仔细观察,他发现:如果不按活塞,水也就不向外喷射。帕斯卡觉得这太神秘了,但他怎么也弄不清楚秘密之所在,也不急于去问爸爸,认为应该自己解决问题。

帕斯卡对揭开这个秘密有着强烈的愿望,便不断学习科学文化知识充实自己。当他长大以后,更加对幼年时“玩”水产生的现象感兴趣。于是,他决定继续进行他的“玩”水实验,不过这次不是在水龙头下悄悄地玩,而是在实验室公开地“玩”,并且有了许多仪器、设备等实验装置做辅助。

1648年,经过无数次的实验和精确计算。帕斯卡终于总结出了一条规律:“加在密闭液体上的压强,能够按照原来的大小由液体向各个方向传递。”物理学把它叫做“帕斯卡定律”。当年帕斯卡只有25岁。

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