Какова сила, которую необходимо приложить к большому поршню гидравлической машины с площадью 500 см в квадрате, если на малый поршень площадью 2 см в квадрате действует сила 1 кН, чтобы поршни находились в равновесии?
Физика 11 класс Гидравлические системы
Для решения этой задачи мы будем использовать принцип гидравлического пресса, который основан на законе Паскаля. Этот закон гласит, что давление, приложенное к жидкости в замкнутом сосуде, передается одинаково во всех направлениях.
Давление (P) определяется как сила (F), приложенная к площади (S):
P = F / S
Сначала найдем давление, которое создается на малом поршне. У нас есть следующие данные:
Теперь подставим эти значения в формулу для давления:
P1 = F1 / S1 = 1000 Н / (2 * 10^-4 м²) = 1000 Н / 0.0002 м² = 5 000 000 Па (Паскаль)
Теперь, чтобы найти силу, которая должна действовать на большом поршне (F2), мы можем использовать то же давление, так как давление в системе будет одинаковым:
Теперь мы можем выразить силу на большом поршне через давление:
P2 = P1 = F2 / S2
Подставим P1 и S2 в формулу:
5 000 000 Па = F2 / 0.05 м²
Теперь выразим F2:
F2 = 5 000 000 Па * 0.05 м² = 250 000 Н
Таким образом, сила, которую необходимо приложить к большому поршню, составляет 250 000 Н или 250 кН.
Ответ: Необходимо приложить силу 250 кН к большому поршню гидравлической машины.