Упражнение 41 ГДЗ Перышкин 7 класс (2022) (Физика)
- В гидравлическом прессе площадь малого поршня $$5\ \text{см}^2$$, площадь большого — $$500\ \text{см}^2$$. Сила, действующая на малый поршень, $$400\ \text{Н}$$, на большой — $$36\ \text{кН}$$. Какой выигрыш в силе дает этот пресс? Почему пресс не дает максимального выигрыша в силе? Какой выигрыш в силе должен был бы давать этот пресс при отсутствии силы трения между поршнем и стенками пресса?
- На рисунке изображена упрощенная схема гидравлического подъемника. Груз какой массы можно поднять такой машиной, если известно, что площадь малого поршня $$1{,}2\ \text{см}^2$$, большого — $$1440\ \text{см}^2$$, а сила, действующая на малый поршень, может достигать $$1000\ \text{Н}$$? Трение не учитывать.
- Можно ли создать машину, подобную гидравлической, используя вместо воды воздух? Ответ обоснуйте.
- На рисунке изображена схема автомобильного гидравлического тормоза, где 1 — тормозная педаль, 2 — цилиндр с поршнем, 3 — тормозной цилиндр, 4 — тормозные колодки, 5 — тормозные барабаны, 6 — пружина. Цилиндры и трубки заполнены специальной жидкостью. Расскажите по этой схеме, как действует тормоз.
1. Выигрыш в силе гидравлического пресса равен отношению силы на большом поршне к силе на малом поршне:
$$k=\frac{F_2}{F_1}=\frac{36\,000}{400}=90.$$
При отсутствии трения выигрыш в силе был бы равен отношению площадей поршней:
$$k=\frac{S_2}{S_1}=\frac{500}{5}=100.$$
Следовательно, пресс не даёт максимального выигрыша из-за силы трения между поршнем и стенками пресса.
2. По закону Паскаля:
$$\frac{F_2}{F_1}=\frac{S_2}{S_1}.$$
Тогда сила, действующая на большой поршень:
$$F_2=F_1\frac{S_2}{S_1}=1000\cdot\frac{1440}{1.2}=1\,200\,000\ \text{Н}.$$
Масса груза:
$$m=\frac{F_2}{g}=\frac{1\,200\,000}{10}=120\,000\ \text{кг}=120\ \text{т}.$$
3. Да, можно. Такие машины называются пневматическими. Они работают по тому же закону Паскаля, только вместо жидкости используют воздух. Однако во многих случаях пневматика не может полностью заменить гидравлику, так как воздух сильно сжимается.
4. При нажатии на тормозную педаль давление в жидкости передаётся по всей системе. В тормозном цилиндре поршни прижимают тормозные колодки к барабану. Между колодками и барабаном возникает сила трения, которая препятствует вращению колёс, и автомобиль тормозит.
