Параграф 45 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
- Каковы устройство и принцип действия гидравлических машин?
- Как определить выигрыш в силе, который даёт гидравлический пресс (без учёта трения)?
- Используя рисунок 148, объясните принцип работы гидравлического пресса.
- Нужно ли изменить конструкцию гидравлического пресса для его работы на Луне?
- Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости?
- Какой выигрыш в силе можно получить на гидравлических машинах, у которых площади поршней относятся как $$2:50$$?
- Площадь малого поршня гидравлического пресса $$10\ \text{см}^2$$, на него действует сила $$200\ \text{Н}$$. Площадь большого поршня $$200\ \text{см}^2$$. Какая сила действует на большой поршень?
- В гидравлической машине площади поршней равны $$20\ \text{см}^2$$ и $$200\ \text{см}^2$$. На малый поршень поставили гирю массой $$2\ \text{кг}$$. Гирю какой массы при этом сможет удержать большой поршень?
- Малый поршень гидравлического пресса под действием силы $$500\ \text{Н}$$ опустился на $$15\ \text{см}$$. При этом большой поршень поднялся на $$5\ \text{см}$$. Какая сила действует на большой поршень?
- Используя Интернет, найдите, как устроен автомобильный гидравлический домкрат (рис. 149). Расскажите, как действует такое устройство.
- Изготовьте модель устройства с применением гидравлической машины, используя справочную литературу или Интернет. Объясните принцип его действия.
- Понаблюдайте за работой автопогрузчика или самосвала. В их конструкции использованы принципы гидравлической машины. Какие?
На принципиальной схеме (см. рис. 150) показано лишь одно колесо. Зарисуйте в тетради схему тормозной системы автомобиля, показав на ней все четыре колеса. Предложите такую схему, чтобы в случае возникновения неисправностей, не позволяющих тормозить одной паре колёс, торможение другой парой оставалось возможным.
Гидравлические машины — это машины, действие которых основано на законах движения и равновесия жидкостей.
Современные гидравлические прессы могут развивать силу в десятки и сотни миллионов ньютонов.
В основе действия гидравлического пресса лежит способность жидкости передавать оказываемое на неё давление по всем направлениям. Давление, создаваемое малым поршнем, передаётся на большой поршень. Так как $$p=\frac{F}{S}$$, то получается выигрыш в силе, равный отношению площадей поршней.
Обсуди с товарищем
1. Изменять конструкцию гидравлического пресса для работы на Луне не нужно: он работает за счёт давления жидкости, а не за счёт силы тяжести.
2. Закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не выполняется, так как при отсутствии силы тяжести нет выравнивания уровней жидкости под действием гидростатического давления.
Задание 1
Автомобильный гидравлический домкрат — это грузоподъёмный механизм для подъёма и фиксации тяжёлых предметов на заданной высоте.
Принцип его действия такой:
- при нажатии на рычаг насос нагнетает рабочую жидкость в цилиндр;
- жидкость создаёт давление на поршень, и он поднимается вместе со штоком и опорной пятой;
- обратному перетеканию масла мешает клапан, поэтому груз не опускается сам;
- чтобы опустить груз, открывают перепускной клапан, и масло возвращается в резервуар, после чего поршень опускается.
Задание 2
Моделью устройства с применением гидравлической машины может быть гидродомкрат.
Он состоит из цилиндра с рабочей жидкостью, поршня с пятой, насоса и рычага. При нажатии на рычаг насос создаёт давление в жидкости, а это давление передаётся на поршень. В результате поршень поднимает груз. Чем больше отношение площадей поршней, тем больше выигрыш в силе.
Задание 3
В автопогрузчике и самосвале используют принцип гидравлической машины: давление, создаваемое жидкостью в цилиндре, передаётся на поршень и позволяет получить большую силу при небольшой силе на входе. Это даёт возможность поднимать и опрокидывать тяжёлые грузы.
Упражнение 28
1. Выигрыш в силе равен отношению площадей поршней:
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}=\frac{50}{2}=25$$
Ответ: 25.
2.
Дано: $$S_1=10\ \text{см}^2$$, $$S_2=200\ \text{см}^2$$, $$F_1=200\ \text{Н}$$.
Найти: $$F_2$$.
Решение:
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}$$
$$F_2=F_1\frac{S_2}{S_1}=200\cdot\frac{200}{10}=4000\ \text{Н}$$
Ответ: 4000 Н.
3.
Дано: $$S_1=20\ \text{см}^2$$, $$S_2=200\ \text{см}^2$$, $$m_1=2\ \text{кг}$$.
Найти: $$m_2$$.
Решение:
Для гидравлической машины:
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}$$
Так как $$F=mg$$, то
$$\frac{m_2g}{m_1g}=\frac{S_2}{S_1}$$
$$m_2=m_1\frac{S_2}{S_1}=2\cdot\frac{200}{20}=20\ \text{кг}$$
Ответ: 20 кг.
4*.
Дано: $$F_1=500\ \text{Н}$$, $$h_1=15\ \text{см}$$, $$h_2=5\ \text{см}$$.
Найти: $$F_2$$.
Решение:
Объёмы вытесненной жидкости равны:
$$S_1h_1=S_2h_2$$
Отсюда
$$\frac{S_2}{S_1}=\frac{h_1}{h_2}=\frac{15}{5}=3$$
По закону Паскаля:
$$\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_2}{S_2}$$
$$F_2=F_1\frac{S_2}{S_1}=500\cdot 3=1500\ \text{Н}$$
Ответ: 1500 Н.
