Vantaggi meccanici della pressione idraulica

Un altro aspetto da capire sulle macchine idrauliche è il rapporto tra la forza che applichi e il risultato che ottieni.La Figura 10-7 vi aiuterà a comprendere questo principio.Il tubo a forma di U ha un'area della sezione trasversale di 1 pollice quadrato.In ogni braccio c'è un pistone che si adatta perfettamente, ma può muoversi su e giù.Se metti un peso da 1 libbra su un pistone, l'altro spingerà immediatamente fuori la parte superiore del suo braccio.

1 libbra di peso su ogni pistone, tuttavia, ognuno rimarrà nella sua posizione originale, come mostrato nella figura 10-8.

Così vedete che una pressione di 1 libbra per pollice quadrato applicata verso il basso sul pistone di destra esercita una pressione di 1 libbra per pollice quadrato verso l'alto contro quello di sinistra.Non solo la trasmissione della forza attraverso il liquido lungo la curva, ma si trasmette anche in modo uniforme su ciascuna area unitaria del contenitore.Non fa differenza quanto è lungo il tubo di collegamento o quanti giri fa.È importante che l'intero sistema sia pieno di liquido.I sistemi idraulici non funzioneranno correttamente se l'aria è presente nelle linee o nei cilindri.

Ora guarda la figura 10-9.Il pistone a destra ha un'area di 1 pollice quadrato, ma il pistone a sinistra ha un'area di 10 pollici quadrati.Se spingi verso il basso il pistone più piccolo con una forza di 1 libbra, il liquido trasmetterà questa pressione a ogni centimetro quadrato di superficie nel sistema.Poiché il pistone di sinistra ha un'area di 10 pollici quadrati, ogni pollice quadrato ha una forza di 1 libbra trasmessa ad esso.L'effetto totale è una spinta sul pistone più grande con una forza totale di 10 libbre.Imposta un peso di 10 libbre sul pistone più grande e sosterrà la forza di 1 libbra del pistone più piccolo.Quindi hai una spinta di 1 libbra che risulta in una forza di 10 libbre.Questo è un vantaggio meccanico di 10. Questo vantaggio meccanico è il motivo per cui le macchine idrauliche sono importanti.

Ecco una formula che ti aiuterà a calcolare le forze che agiscono in una macchina idraulica:

FA1/FA2=LA1/LA2

In ciò,

F1 = forza, in libbre, applicata al pistoncino;

F2 = forza, in libbre, applicata al pistone grande;

A1 = area del pistoncino, in pollici quadrati;E

A2 = area del pistone grande, in pollici quadrati.

Applichiamo la formula alla pressa idraulica mostrata in figura 10-10.Il pistone grande ha un'area di 90 pollici quadrati e quello più piccolo ha un'area di 2 pollici quadrati.La maniglia esercita una forza totale di 15 libbre sul piccolo pistone.Con quale forza totale potresti sollevare il pistone grande?

Scrivi la formula

FA1/FA2=LA1/LA2

Sostituisci i valori noti

15/F2=2/90

E

F2=90*15/2=675 libbre