Cum se joacă Elevatorul hidraulic
- Alege o lucrare și citește sarcina, pistoanele și împingerea sau ridicarea de pe fișă.
- Presiunea este aceeași în tot uleiul: F₁ ÷ A₁ = F₂ ÷ A₂. Un diametru de 10 ori mai mare înseamnă o arie de 100 de ori mai mare.
- Pentru distanțe, uleiul împins înăuntru umple celălalt cilindru: A₁·d₁ = A₂·h₂. Scrie predicția ta și apasă Împinge.
- Privește barele: ridicarea crește spre greutate sau cele două volume de ulei rămân egale.
Cum multiplică forța un elevator hidraulic?
Comprimă un lichid închis în orice punct și presiunea în plus ajunge la fel în fiecare parte a lui: este principiul lui Pascal. Într-un elevator hidraulic, o împingere F₁ pe un piston mic de arie A₁ creează în ulei o presiune p = F₁ ÷ A₁. Pistonul mare, de arie A₂, simte aceeași presiune pe toată aria lui, deci împinge în sus cu F₂ = p·A₂. Cu pistoane de 10 cm² și 1000 cm², o împingere de 118 N ridică o mașină de 1,2 t. Ariile cresc cu pătratul diametrului, deci un piston de 10 ori mai lat dă de 100 de ori forța. Există un preț. Uleiul nu se comprimă, deci uleiul împins afară din cilindrul mic trebuie să-l umple pe cel mare: A₁·d₁ = A₂·d₂. Ca să ridici mașina cu 1 cm, pistonul mic trebuie să coboare 100 cm, iar lucrul făcut, F₁·d₁, este egal cu lucrul obținut, F₂·d₂. De aceea un cric cere multe pompări scurte: același schimb de forță pe distanță ca la o pârghie. Frânele, excavatoarele și scaunele de frizerie funcționează toate așa.
Un model de învățare țintit
Uleiul nu se comprimă, iar greutatea lui este neglijabilă; pistoanele alunecă fără frecare, iar uleiul nu curge niciodată. Presiunea este aceeași peste tot și în orice moment. Împingerea crește uniform de la zero timp de 2 s; sarcina se ridică în clipa în care p·A₂ atinge greutatea ei (în limita a 0,05% încă se ridică), iar pistonul mic coboară apoi 30 cm în 1 s. O deplasare fixată sau un număr de pompări de 10 cm se face uniform în 2 s. Lățimile cresc cu rădăcina pătrată a ariei și nu sunt la scară; deplasările pistoanelor sunt. O împingere sau o dimensiune a pistonului este corectă dacă ridică sarcina cu cel mult 2% rezervă, o deplasare în limita a 2%, iar un număr de pompări dacă este minimul care ajunge. g = 9,8 m/s². Se desfășoară în timp real.