Физика · конспекты
★0
Физика › 7 класс › Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

Тема 39Гидравлический пресс

★★★
Термины темы — найди их в тексте:гидравлической машиныГидравлический прессГидравлический домкратГидравлические тормоза

Закон Паскаля объясняет работу гидравлической машины. Она состоит из двух сообщающихся цилиндров разного диаметра, закрытых поршнями и заполненных маслом.

Гидравлическая машина: малый поршень площадью S₁ и большой — S₂
Гидравлическая машина: малый поршень площадью S₁ и большой — S₂ Иллюстрация: light-fizika.ru

Выигрыш в силе

Подействуем на малый поршень силой F1F_1. Под ним возникнет давление p=F1S1p=\dfrac{F_1}{S_1}. По закону Паскаля это давление передаётся без изменения к большому поршню и давит на него с силой

F2=p S2=F1 S2S1F_2=p\,S_2=F_1\,\frac{S_2}{S_1}
Гидравлическая машина
F2F1=S2S1\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}

Сила на большом поршне во столько раз больше силы на малом, во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого.

Запомни

Выигрывая в силе, проигрываем в расстоянии: малый поршень опускается на большое расстояние, а большой поднимается на маленькое — во столько же раз меньшее.

Применение

  • Гидравлический пресс — прессует, штампует детали, выжимает масло из семян.
  • Гидравлический домкрат — поднимает автомобиль одной рукой.
  • Гидравлические тормоза — нажатие на педаль передаётся к колодкам всех колёс.
  • Экскаваторы, подъёмные краны, самосвалы.
Гидравлический пресс: тело зажимают между большим поршнем и плитой
Гидравлический пресс: тело зажимают между большим поршнем и плитой Иллюстрация: light-fizika.ru
Гидравлический домкрат и его устройствоГидравлический домкрат и его устройство
Гидравлический домкрат и его устройство Иллюстрация: light-fizika.ru
Гидравлические тормоза автомобиля
Гидравлические тормоза автомобиля Иллюстрация: light-fizika.ru
Задача

Площадь малого поршня 5 см², большого — 500 см². На малый поршень действует сила 200 Н. Какая сила действует на большой?

F2=F1S2S1=200⋅5005=20 000 Н=20 кНF_2=F_1\frac{S_2}{S_1}=200\cdot\frac{500}{5}=20\,000\ \text{Н}=20\ \text{кН}
Образ для запоминания

Гидравлика — «рычаг из жидкости»: маленький поршень — короткое усилие на длинном пути, большой — огромная сила на коротком. Площади поршней — как длины плеч: во сколько раз больше площадь, во столько раз больше сила.

⚗ Мини-опыт

Задайте площади поршней и нажмите на малый. Во сколько раз сила на большом поршне больше? На сколько опустился малый поршень и поднялся большой?

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1На каком законе основана работа гидравлического пресса?
Давление передаётся без изменения.
2Площадь большого поршня в 20 раз больше малого. Выигрыш в силе…
F2/F1=S2/S1F_2/F_1=S_2/S_1.
3Малый поршень опустился на 20 см, площадь большого в 10 раз больше. На сколько поднялся большой поршень?
Выигрыш в силе — проигрыш в расстоянии.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Из чего состоит гидравлическая машина?

    Ответ

    Из двух сообщающихся цилиндров разного диаметра с поршнями, заполненных жидкостью (маслом).

    Как получилось?

  2. Площади поршней 2 см² и 100 см². Во сколько раз пресс выигрывает в силе?

    Ответ

    В 50 раз.

    Как получилось?

  3. На малый поршень (4 см²) давит сила 100 Н. Найдите давление под поршнем.

    Ответ

    p=1000,0004=250 000p=\dfrac{100}{0{,}0004}=250\,000 Па.

    Как получилось?

  4. Приведите два примера гидравлических машин.

    Ответ

    Например: пресс, домкрат, тормоза автомобиля, экскаватор.

    Как получилось?

  5. Почему в гидравлических машинах используют масло, а не воду?

    Ответ

    Масло смазывает детали и не вызывает ржавчины (и не замерзает зимой).

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. Площадь малого поршня 10 см², большого — 1000 см². Какую силу нужно приложить к малому, чтобы поднять автомобиль весом 12 кН?

    Ответ

    F1=F2S1S2=12 000⋅101000=120F_1=F_2\dfrac{S_1}{S_2}=12\,000\cdot\dfrac{10}{1000}=120 Н.

    Как получилось?

  2. Малый поршень опустился на 30 см, большой поднялся на 1,5 см. Найдите выигрыш в силе.

    Ответ

    30:1,5=2030:1{,}5=20 раз.

    Как получилось?

  3. Почему в гидравлических тормозах нельзя допускать пузырьков воздуха?

    Ответ

    Воздух сжимается, поэтому давление передаётся хуже — педаль «проваливается», и тормоза слабеют.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Гидравлическая машина
F2F1=S2S1\dfrac{F_2}{F_1}=\dfrac{S_2}{S_1} — выигрыш в силе равен отношению площадей.
Выигрыш в силе
Во сколько раз выиграли в силе, во столько раз проиграли в расстоянии.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.