Перейти к содержанию

Гидравлический пресс

Принцип действия. Выигрыш в силе F₂/F₁ = S₂/S₁.

Открыт · Видео · Презентация · Методичка

Сначала — короткое объяснение

0:00 / 0:00
5 вариантов OpenAI

Гидравлический пресс

Короткое объяснение закона Паскаля, выигрыша в силе F₂/F₁ = S₂/S₁ и проигрыша в расстоянии.

Конспект урока

Передача давления жидкостями. Гидравлический пресс

Закон Паскаля позволяет создавать машины, дающие выигрыш в силе. Самая известная — гидравлический пресс.

Жидкости передают давление

Жидкости, как и газы, передают давление по закону Паскаля — одинаково по всем направлениям.

Но жидкости практически несжимаемы. Их объём почти не меняется под давлением. Это свойство используется в гидравлических машинах.

Гидравлический пресс

Гидравлический пресс — это машина, состоящая из двух сообщающихся цилиндров разного диаметра, заполненных жидкостью (маслом).

В цилиндрах перемещаются поршни. На малый поршень действуют небольшой силой, а большой поршень поднимает тяжёлый груз.

Принцип действия

Пусть:

  • S1S_1 — площадь малого поршня
  • S2S_2 — площадь большого поршня (S2>S1S_2 > S_1)
  • F1F_1 — сила, действующая на малый поршень
  • F2F_2 — сила, с которой большой поршень действует на груз

По закону Паскаля, давление под обоими поршнями одинаково:

F1S1=F2S2\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}

Отсюда:

F2=F1S2S1F_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1}

Поскольку S2>S1S_2 > S_1, сила F2F_2 больше силы F1F_1. Получаем выигрыш в силе.

Выигрыш в силе

Выигрыш в силе равен отношению площадей поршней:

F2F1=S2S1\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1}

Пример: если площадь большого поршня в 100 раз больше малого, то пресс даёт выигрыш в силе в 100 раз. Силой 100Н100\,\text{Н} можно поднять груз весом 10000Н10\,000\,\text{Н}.

«Золотое правило» механики

Выигрыш в силе сопровождается проигрышем в расстоянии: большой поршень поднимается на меньшую высоту, чем опускается малый.

Работа не меняется (без учёта трения): A1=A2A_1 = A_2.

Применение гидравлического пресса

  • прессование металлов, пластика, резины
  • выдавливание масла из семян
  • гибка и резка металла
  • подъём автомобилей в автосервисе (гидравлический подъёмник)
  • тормозная система автомобиля

Пример решения задачи

Задача. Площадь малого поршня гидравлического пресса 5см25\,\text{см}^2, большого — 500см2500\,\text{см}^2. На малый поршень действует сила 20Н20\,\text{Н}. Какой груз можно поднять большим поршнем?

Дано:

  • S1=5см2S_1 = 5\,\text{см}^2
  • S2=500см2S_2 = 500\,\text{см}^2
  • F1=20НF_1 = 20\,\text{Н}

Решение: F2F1=S2S1F2=F1S2S1=205005=2000Н\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1} \Rightarrow F_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1} = 20 \cdot \frac{500}{5} = 2000\,\text{Н}

Ответ: F2=2000НF_2 = 2000\,\text{Н} — можно поднять груз весом 2000Н2000\,\text{Н} (массой 200кг200\,\text{кг}).

Вопросы для самопроверки

  1. Сформулируйте закон Паскаля для жидкостей.
  2. Что такое гидравлический пресс?
  3. Почему гидравлический пресс даёт выигрыш в силе?
  4. Чему равен выигрыш в силе?
  5. Какой проигрыш сопровождает выигрыш в силе?

Материалы урока

Скачать и открыть

Учителю

2 материала

Презентация · для учителей

Презентация «Гидравлический пресс»

Паскаль, F2/F1=S2/S1, золотое правило, задачи, подъёмник.

Скачать PPTX

Методичка · для учителей

Поурочное планирование и опорная схема (РБ)

Принцип действия. Выигрыш в силе F₂/F₁ = S₂/S₁.

Скачать DOCX

Поурочное планирование и опорная схема (РБ)

DOCX

Комментарии

Войдите, чтобы оставлять комментарии.

Пока нет комментариев. Будьте первым!