Jak działa prasa hydrauliczna?
Prasa hydrauliczna to dwa tłoki połączone cieczą. Naciskasz mały tłok, ciecz przenosi ciśnienie w każdym kierunku jednakowo, a duży tłok odbiera to ciśnienie na znacznie większej powierzchni i pcha z odpowiednio większą siłą. Na tej zasadzie działa podnośnik samochodowy, hamulec w aucie i prasa w warsztacie. Kalkulator liczy ciśnienie, siłę wyjściową i skok obu tłoków.
Wzór i przykład
p = F1 ÷ A1, F2 = p × A2
- Mały tłok ma średnicę 2 cm, czyli pole 3,14 cm kwadratowego.
- Naciskamy go siłą 100 N, więc ciśnienie wynosi 318 310 Pa, czyli 3,18 bara.
- Duży tłok ma średnicę 20 cm, czyli pole 314,16 cm kwadratowego.
- Siła na nim to 318 310 × 0,0314, czyli 10 000 N.
- Mały tłok przesunięty o 30 cm podnosi duży o 0,3 cm. Praca w obu miejscach wynosi 30 J.
| Średnica dużego tłoka | Zysk siły | Siła przy 100 N |
|---|---|---|
| 5 cm | 6,25× | 625 N |
| 10 cm | 25× | 2 500 N |
| 15 cm | 56,25× | 5 625 N |
| 20 cm | 100× | 10 000 N |
| 30 cm | 225× | 22 500 N |
Ciśnienie słupa cieczy policzysz kalkulatorem ciśnienia hydrostatycznego, a dźwignię i moment siły osobnym kalkulatorem momentu siły.
Najczęstsze pytania
Ile razy prasa hydrauliczna zwiększa siłę?
Tyle razy, ile razy pole dużego tłoka jest większe od pola małego. Przy średnicach 2 cm i 20 cm stosunek średnic wynosi 10, a pól sto, więc siła rośnie sto razy.
Jakie ciśnienie panuje w prasie przy sile 100 N na tłoku 2 cm?
Około 318 310 Pa, czyli 3,18 bara. Dzielimy 100 N przez pole tłoka, które wynosi 3,14 cm kwadratowego, czyli 0,000314 metra kwadratowego.
Czy prasa hydrauliczna daje darmową energię?
Nie. Duży tłok pokonuje sto razy większą siłę, ale przesuwa się sto razy krócej. Przy 30 cm skoku małego tłoka duży przesunie się o 0,3 cm, a praca w obu miejscach wynosi 30 dżuli.
Od czego zależy siła na dużym tłoku?
Od ciśnienia w cieczy i od pola tłoka. Ciśnienie ustala mały tłok, więc wystarczy je pomnożyć przez pole dużego, żeby dostać siłę.
Dlaczego liczy się średnica, a nie promień?
Można liczyć jednym i drugim, bo pole zależy od kwadratu promienia, a promień to połowa średnicy. Wpisanie średnicy jest wygodniejsze, bo tak podaje ją zadanie i katalog siłownika.