Pascalov zakon kaže da kada se promijeni tlak u bilo kojoj točki statičkog fluida u zatvorenom sustavu, promjena tlaka će se jednako raspršiti kroz tekućinu. To jest, pritisak u točki daleko od područja promjene promijenit će se za isti iznos kao i točka u blizini. Zatvoreni sustav može jednostavno biti zatvoreni kontejner, ili može biti nešto složenije, kao što su dva ili više međusobno povezanih spremnika; važno je da nikakva tekućina ne može ući niti izaći iz sustava. Također je važno napomenuti da u fizici tekućina može biti tekućina ili plin. Zakon se može demonstrirati brojnim jednostavnim eksperimentima i ima važne primjene, kao što je hidraulična preša.
Princip je dobio ime po francuskom matematičaru i filozofu Blaiseu Pascalu koji ga je otkrio 1600-ih. Primjenjuje se na statične situacije, a ne na dinamičke uvjete u kojima drugi čimbenici mogu utjecati na vrijednosti tlaka. Na primjer, ne odnosi se na tekućine koje su u pokretu ili podložne promjeni temperatura.
demonstracije
Postoji niz eksperimenata s Pascalovim zakonom koji se mogu koristiti za demonstriranje učinka. Sam Pascal je pokazao da radi tako što je bačvu napunio vodom i umetnuo dugačku cijev u vrh. Kad je ulio vodu u vrh cijevi, cijev je pukla. Težina vode u cijevi prouzročila je povećanje tlaka unutar bačve koja se gurala uza strane dok nisu popustili.
Možda najosnovniji način demonstriranja zakona kod kuće uključuje jednostavno stiskanje balona. U ovom primjeru, fleksibilne stijenke spremnika pokazuju kako se povećanje tlaka uzrokovano stiskanjem raspršuje po cijelom balonu. Balon će se jednoliko izbočiti u svim smjerovima, a ne samo na strani suprotnoj od one koja je stisnuta.
U još jednoj uobičajenoj demonstraciji, boca se do vrha napuni vodom, a neke glave šibica se spuštaju u nju tako da plutaju. Vrat napuhanog balona rastegne se preko boce, a zatim se lagano stisne. Glave šibica sada tonu na određenoj udaljenosti u vodu. To je zato što se povećanje tlaka zbog stiskanja balona prenosi dolje u vodu, prisiljavajući dio toga u porozne glave šibica i uzrokujući njihovo potonuće, zbog dodatne težine. Kada se ukloni pritisak na balon, tlak vode se smanjuje, tlak zraka u glavama šibica tjera vodu van i one ponovno plutaju.
Aplikacije
Možda je najpoznatija primjena Pascalovog zakona hidraulička preša, uređaj koji pretvara malu silu u veću. Općenito se sastoji od dvije povezane komore, svaka s klipom – pomičnom barijerom koja se može gurnuti prema dolje ili povući prema gore, a da tekućina ne pobjegne – i sadrži tekućinu koja se ne može komprimirati. Jedna kombinacija komora-klip je veća od druge: ovo je “izlaz”. Ideja je da će mala sila primijenjena na manji ili “ulazni” klip rezultirati većom izlaznom silom. Pritiskom na ulaz povećava se tlak, a to povećanje će biti isto u odnosu na veći izlazni klip.
Izračunavanje izlazne sile
Izlazna sila se izračunava tako da se površina izlaznog klipa podijeli s površinom ulaznog klipa, a zatim se rezultat pomnoži s ulaznom silom. Ako izlazni klip ima deset puta veću površinu od ulazne, izlazna sila će biti deset puta veća od ulazne sile. Na primjer, ako je ulazna sila 5 jedinica, ulazno područje je 2 jedinice, a izlazno područje je 20 jedinica, izlazna sila će biti 50 jedinica. Na taj način se teški predmeti mogu podizati bez primjene velike sile.
To ne znači da se dodatna energija pojavljuje niotkuda. Iznos za koji se izlazni klip podiže bit će manji od iznosa za koji je ulazni klip pritisnut prema dolje, što izjednačava stvari. U gornjem primjeru, ako se ulazni klip gurne prema dolje za 10 jedinica, izlazni klip će se podići za 1 jedinicu. Princip je sličan korištenju poluge za podizanje stijene. Hidraulički mehanizmi mnogih vrsta, kao što su kočioni sustavi u zrakoplovima i nekim vozilima, oslanjaju se na Pascalov zakon.