1 задача:
Выйгрыш в силе гидравлической машины равен отношению площадей, а значит равен в данном случае отношению квадратов диаметров цилиндров:
F1/F2 = 2500/16 = 156.25
ответ : в 156,25 раз.
2 задача:
Найдём отношение площадей.
S¹ = п × D²/4
S² = пd²/4
S¹/S² = (D/d)² = (90/3)² = 30² = 900 раз.
Значит, сила, приложенная к малому поршню, должна быть в 900 раз меньше, чем к большому:
F² = 2,7 × 10ⁿ/900 = 300 H
(знак ⁿ - это пятая степень.
Ещё правильный ответ :
Гидравлический пресс работает по принципу, что давление жидкости во все стороны распространяется одинаково. Таким образом, создав давление P засчет малой силы, приложенной к поршню большей площади будет приложена большая сила. Следовательно, имеем Выйгрыш в силе.
P = Fx/Sm = F/Sb
Тогда
Fx = F × Sb/Sm = F × п × (Db)²/п × (Dm)² = F × (Db)²/(Dm)²
(большая D это маленькая, а буква b и m они немного меньше)
3 задача:
Малый поршень создаёт давление в системе = 400 / 5 × 10^ - 4
А большой должен создавать силу F = p × S бол = 80 × 10^4 × 500 × 10^-4 = 40 кНа он создаёт 36 кН КПД = 36/40 × 100% = 90% т.е. Потери 4 кН из-за трения между поршнем и стенками пресса выйгрыш в силе мог составить 40 кН/400Н = 100 раз.
Причина : часть энергии тратится на переодоление силы трения между поршнями и стенками цилиндра.
Рассмотрим, может ли сила трения может быть движущей силой, чуть более подробно.
1). (Рис.1) Человек во время ходьбы или бега отталкивается от поверхности. Разберем силы, возникающие при этом.
Сила, направленная против движения человека - это сила, которую человек сообщает опоре. На рисунке обозначена, как F₂. В качестве иллюстрации можно рассмотреть беговую дорожку на выключенном тренажере (или на обычных роликах). Отталкиваясь от поверхности дорожки, человек, тем самым, толкает ее назад, сам оставаясь на месте.
Казалось бы, одной этой силы достаточно, чтобы человек начал двигаться в противоположном направлении, и ее, по праву, можно считать единственной движущей силой в данном случае.
Однако, это не так. Предположим, что сила трения покоя, неизбежно возникающая при ходьбе, уменьшилась практически до нуля (так происходит на подтаявшем льду). При попытке оттолкнуться от поверхности нога просто проскользнет по ней, и человек, несмотря на все свои немаленькие усилия, с места не сдвинется..)) И, тем самым, не сможет сообщить опоре ту самую силу, которую мы несколько опрометчиво посчитали единственной движущей силой.
Таким образом, вторая сила, действующая на человека при ходьбе (беге) - сила трения покоя, направленная по ходу движения. На рисунке обозначена, как F₁.
Так как сила трения покоя является единственным условием возникновения силы F₂, то именно силу F₁ можно считать основной движущей силой, обеспечивающей движение человека по поверхности.
2). (Рис.2) Рассмотрим движение какого-либо транспортного средства на колёсах, например, машины или локомотива поезда. Разберем, как движется колесо и какие силы на него действуют.
Если колесо не буксует (v(нижн.) = 0 и v(верх.) = 2v(тела)), то движение колеса - это вращение относительно точки касания с поверхностью. На рисунке видно, что сила, с которой машина действует на поверхность, направлена против движения и обозначена F(тела).
Сила, направленная по ходу движения (красная стрелка), обозначена F(трения) и является силой трения покоя, обеспечивающей движение машины с ускорением. То есть сила трения покоя действует вправо, а само тело, по третьему закону Ньютона, действует на поверхность с некоторой силой влево. И, в данном случае, сила трения покоя также является движущей силой.
Вывод: Благодаря силе трения покоя создаётся сцепление подошвы обуви или колеса с поверхностью.
Сила трения может быть движущей силой.
