Природа тиску рідини, газу та твердого тіла відрізняється. Хоча у тисків рідини і газу різна природа, у їх тисків є один однаковий ефект, який відрізняє їх від твердих тіл. Цей ефект, а точніше фізичне явище, описує закон Паскаля.
Закон Паскаля стверджує що, вироблене зовнішніми силами тиск в якесь місце рідини або газу, передається по рідини або газу без зміни в будь-яку точку. Цей закон був відкритий Блез Паскаль в XVII столітті.
Закон Паскаля означає, що якщо, наприклад, натиснути на газ з силою в 10 Н, і площа цього тиску буде 10 см 2 (т. Е. (0,1 * 0,1) м 2 = 0,01 м 2), то тиск в місці прикладання сили збільшиться на p = F / S = 10 Н / 0,01 м 2 = 1000 Па, і на цю величину збільшиться тиск у всіх місцях газу. Тобто тиск передасться без змін в будь-яку точку газу.
Те ж саме характерно для рідин. А ось для твердих тіл - немає. Це пов'язано з тим, що молекули рідини і газу рухливі, а в твердих тілах, хоча і можуть коливатися, але залишаються на своєму місці. У газах і рідинах молекули переміщаються з області з більш високим тиском в область з більш низьким, таким чином тиск у всьому обсязі швидко вирівнюється.
Закон Паскаля підтверджується досвідом. Якщо в гумовому кульці, наповненому водою, проколоти дуже маленькі дірочки, то вода буде крізь них капати. Якщо тепер натиснути в яке-небудь одне місце кульки, то з усіх дірок, незалежно від того, як далеко вони знаходяться від місця прикладання сили, вода поллється приблизно однаковими за силою цівками. Це говорить про те, що тиск поширилося по всьому об'єму.
Закон Паскаля знаходить практичне застосування. Якщо на невелику площу поверхні рідини подіяти певною силою, то збільшення тиску відбудеться по всьому об'єму рідини. Це тиск може зробити роботу по переміщенню більшої площі поверхні.
Наприклад, якщо на площу S1 подіяти силою F1. то у всьому обсязі створиться додатковий тиск p:
Це тиск надає силу F2 на площу S2:
Звідси видно, що чим більше площа, тим більше сила. Тобто, якщо ми зробили невелику силу на маленьку площу, то вона перетворюється у велику силу на більшій площі. Якщо у формулі замінити тиск (p) на первісну силу і площа, то вийде така формула:
Перенесемо F1 в ліву частину:
Звідси випливає, що F2 в стільки разів більше F1. о котрій S2 більше S1.
На основі такого виграшу в силі створюються гідравлічні преси. У них до вузького поршня прикладається невелика сила. В результаті в широкому поршні виникає велика сила, здатна підняти важкий вантаж або тиснути на пресовані тіла.