Малый поршень гидравлического пресса под действием силы 60 Н опустился на 15 см.При этом большой поршень поднялся на 5 см.Какая сила действует на больший поршень?
Для решения этой задачи можно воспользоваться принципом параболической трубки:
F1/A1 = F2/A2
Где F1 и F2 - силы, действующие на малый и большой поршни соответственно, A1 и A2 - площади поршней.
По условию задачи:
F1 = 60 Н, A1 = площадь малого поршня пустьбудетS1пусть будет S1пустьбудетS1, F2 - неизвестная сила, A2 = площадь большого поршня пустьбудетS2пусть будет S2пустьбудетS2.
Из условия также известно, что малый поршень опустился на 15 см, а большой поднялся на 5 см. Поскольку объем жидкости в гидравлическом прессе неизменен, мы можем записать:
S1h1 = S2h2
Где h1 и h2 - перемещения вданномслучаедлиныв данном случае длинывданномслучаедлины, обусловленные движениями поршней.
Подставляем известные значения:
S1 0.15 м = S2 0.05 м
S1 / S2 = 0.05 / 0.15 = 1/3
Так как S1 = πr1^2, а S2 = πr2^2, получаем:
r1^2 / r2^2 = 1/3
r1 / r2 = √1/31/31/3
r1 / r2 = 1/√3
r1 / r2 = √3 / 3
Так как диаметр большего поршня в три раза больше малого, пусть диаметр малого поршня равен d, тогда диаметр большого поршня будет 3d.
Для решения этой задачи можно воспользоваться принципом параболической трубки:
F1/A1 = F2/A2
Где F1 и F2 - силы, действующие на малый и большой поршни соответственно, A1 и A2 - площади поршней.
По условию задачи:
F1 = 60 Н, A1 = площадь малого поршня пустьбудетS1пусть будет S1пустьбудетS1, F2 - неизвестная сила, A2 = площадь большого поршня пустьбудетS2пусть будет S2пустьбудетS2.
Из условия также известно, что малый поршень опустился на 15 см, а большой поднялся на 5 см. Поскольку объем жидкости в гидравлическом прессе неизменен, мы можем записать:
S1h1 = S2h2
Где h1 и h2 - перемещения вданномслучаедлиныв данном случае длинывданномслучаедлины, обусловленные движениями поршней.
Подставляем известные значения:
S1 0.15 м = S2 0.05 м
S1 / S2 = 0.05 / 0.15 = 1/3
Так как S1 = πr1^2, а S2 = πr2^2, получаем:
r1^2 / r2^2 = 1/3
r1 / r2 = √1/31/31/3
r1 / r2 = 1/√3
r1 / r2 = √3 / 3
Так как диаметр большего поршня в три раза больше малого, пусть диаметр малого поршня равен d, тогда диаметр большого поршня будет 3d.
Теперь можем вычислить площади поршней:
S1 = πd/2d/2d/2^2 = πd^2 / 4
S2 = π3d/23d/23d/2^2 = π9d29d^29d2 / 4 = 9πd^2 / 4
Теперь подставляем все значения в уравнение принципа параболической трубки:
F1 / S1 = F2 / S2
60 / πd2/4πd^2 / 4πd2/4 = F2 / 9πd2/49πd^2 / 49πd2/4
F2 = 60 9πd2/49πd^2 / 49πd2/4 / πd2/4πd^2 / 4πd2/4 = 60 9 / 1 = 540 Н
Итак, сила, действующая на больший поршень, равна 540 Н.