Параграф 45 Физика 7 класс Пёрышкин | Конспект

Гидравлический пресс

Принцип действия гидравлической машины

Гидравлические машины работают на основе закона Паскаля, который гласит, что давление, производимое в одной части замкнутой жидкости, передаётся без изменений во все направления. Любая гидравлическая машина состоит из двух цилиндров разного диаметра, соединённых трубкой и заполненных жидкостью. На малый поршень площадью S1 действует сила F1​, создавая давление p=F_1/S₁ ​​. Это давление передаётся на большой поршень площадью S₂​, на котором действует сила F₂=p×S₂ ​. Так как площадь большого поршня больше, то и создаваемая сила увеличивается, что позволяет использовать гидравлические машины для увеличения усилия.

Уравнение силы в гидравлической машине

Для расчета силы F₂​, действующей на большой поршень, используется формула F₂=F₁×S₂/S₁. Это означает, что сила увеличивается пропорционально увеличению площади поршня. Например, если площадь малого поршня составляет 2 см², а большого — 120 см², то увеличение силы происходит в 60 раз. Таким образом, небольшое усилие на малом поршне позволяет создать значительное усилие на большом поршне, что используется в гидравлических машинах для подъема и перемещения тяжёлых предметов. Этот принцип применяется в домкратах, прессах и тормозных системах.

Пример расчета силы

Если на малый поршень действует сила в 240 Н, то на большом поршне с площадью 120 см² будет действовать сила F₂​, равная 14 400 Н. Таким образом, сила увеличивается пропорционально увеличению площади. Если площадь поршней отличается в 60 раз, то сила на большом поршне будет также в 60 раз больше. Это позволяет использовать гидравлические машины для подъема и перемещения больших масс с минимальными усилиями. Пример с гидравлическим домкратом показывает, что небольшой по размерам поршень может поднимать тяжелые грузы.

Принцип работы гидравлического пресса

Гидравлический пресс — это устройство, использующее закон Паскаля для передачи и увеличения силы. Жидкость, находящаяся в цилиндрах, передаёт давление от малого поршня к большому. При этом большое давление создаёт значительную силу на большом поршне, что позволяет сжимать материалы или поднимать тяжелые предметы. Важным условием работы гидравлической системы является герметичность и отсутствие утечек жидкости. Это позволяет сохранить постоянное давление и обеспечить стабильность работы устройства.

Применение гидравлических машин

Гидравлические машины широко применяются в строительстве, машиностроении и автомобильной промышленности. В гидравлических прессах усилие, создаваемое малым поршнем, передаётся на большой поршень, что позволяет выполнять сложные операции, такие как формовка, сжатие или прессование материалов. В автомобильных тормозных системах гидравлическая система используется для передачи усилия от педали тормоза к колёсам, обеспечивая плавное и эффективное торможение. В строительстве гидравлические домкраты применяются для подъема тяжёлых конструкций.