Kwalifikacja: MEC.03 - Montaż i obsługa maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
Jeśli powierzchnie czołowe tłoków w teoretycznej prasie hydraulicznej wynoszą odpowiednio 2 cm2 oraz 300 cm2, to siła na dużym tłoku jest wyższa od siły na małym tłoku?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 150 razy jest prawidłowa, ponieważ opiera się na zasadzie działania prasy hydraulicznej, która stosuje prawo Pascal'a. Prawo to mówi, że ciśnienie wywierane na cieczy w zamkniętym układzie jest przenoszone równomiernie we wszystkich kierunkach. Siła na dużym tłoku (F2) jest powiązana z siłą na małym tłoku (F1) oraz ich powierzchniami czołowymi (A1 i A2) poprzez równanie: F1/A1 = F2/A2. W tym przypadku mamy A1 = 2 cm² i A2 = 300 cm². Aby obliczyć, ile razy siła na dużym tłoku jest większa, możemy przekształcić równanie do postaci: F2 = F1 * (A2/A1). Stąd: A2/A1 = 300 cm² / 2 cm² = 150 razy. Oznacza to, że siła na dużym tłoku jest 150 razy większa niż siła działająca na mały tłok. Prasy hydrauliczne są powszechnie stosowane w różnych dziedzinach, takich jak przemysł motoryzacyjny, budownictwo oraz w narzędziach hydraulicznych, co czyni zrozumienie tego zagadnienia kluczowym dla inżynierów i techników.
Wybór nieprawidłowej odpowiedzi może wynikać z nieporozumienia dotyczącego zasadności obliczeń związanych z działaniem prasy hydraulicznej. Osoby, które odpowiedziały 60 razy, 300 razy czy 600 razy, prawdopodobnie nie uwzględniły właściwego przelicznika powierzchni tłoków. Często popełnianym błędem jest pomijanie kluczowego elementu, jakim jest stosunek powierzchni tłoków, co prowadzi do wyolbrzymienia różnicy sił. Wyjątkowo mylące mogą być również koncepcje związane z proporcjonalnością: w przypadku prasy hydraulicznej niewłaściwe byłoby pomyślenie, że siły są proporcjonalne do samych tłoków bez uwzględnienia ich powierzchni. Odpowiedzi 300 razy i 600 razy mogą sugerować, że osoba odpowiadająca przyjęła, iż siła jest równo proporcjonalna do powierzchni czołowych tłoków, co jest błędem. W rzeczywistości, zgodnie z zasadą działania prasy hydraulicznej, kluczowe jest zrozumienie, że siła na dużym tłoku jest wynikiem zastosowania mocy hydraulicznej, która opiera się na równym rozkładzie ciśnienia. Dla prawidłowego zrozumienia działania urządzeń hydraulicznych, należy zwrócić uwagę na prawidłowe obliczenia i zastosowanie zasady Pascal'a, co jest fundamentalne dla inżynierii mechanicznej i hydraulicznej.