Номер 2, страница 145 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

2. Как устроен гидравлический пресс? Где его используют?

Как устроен гидравлический пресс?

Гидравлический пресс — это машина, использующая жидкость под давлением для создания большого сжимающего усилия. Его устройство и принцип действия основаны на законе Паскаля, который утверждает, что давление, оказываемое на замкнутую жидкость, передается без изменения во все точки этой жидкости и на стенки сосуда.

Конструктивно пресс состоит из двух соединенных между собой цилиндров разного поперечного сечения ($S_1$ и $S_2$, где $S_1 < S_2$), которые образуют систему сообщающихся сосудов. Цилиндры заполнены рабочей жидкостью (обычно гидравлическим маслом). В каждом цилиндре находится поршень.

К малому поршню с площадью $S_1$ прикладывается небольшая сила $F_1$. Эта сила создает в жидкости давление $p$:

$p = \frac{F_1}{S_1}$

Согласно закону Паскаля, это давление передается неизменным по всему объему жидкости и действует на большой поршень площадью $S_2$. Следовательно, на большой поршень со стороны жидкости действует выталкивающая сила $F_2$:

$F_2 = p \cdot S_2$

Объединяя эти две формулы, получаем основное соотношение для гидравлического пресса:

$F_2 = \frac{F_1}{S_1} \cdot S_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1}$

Поскольку площадь большого поршня $S_2$ больше площади малого $S_1$, то и сила $F_2$, действующая на большой поршень, будет во столько же раз больше силы $F_1$. Отношение $\frac{S_2}{S_1}$ называется выигрышем в силе.

Где его используют?

Благодаря способности многократно увеличивать приложенную силу, гидравлические прессы находят широкое применение в различных областях:

• Промышленность: для штамповки, ковки, гибки, вытяжки и прессования металлических и неметаллических материалов. Например, при производстве кузовных деталей автомобилей, посуды, пластмассовых изделий.

• Утилизация отходов: для прессования металлолома, макулатуры, пластиковых бутылок в компактные брикеты (тюки) для удобства хранения и транспортировки.

• Автосервисы и мастерские: в виде гидравлических домкратов для подъема автомобилей и других тяжестей, а также стационарных прессов для запрессовки и выпрессовки подшипников, втулок и других деталей.

• Пищевая промышленность: для отжима масла из семян (например, подсолнечника) и орехов, для получения сока из фруктов и овощей.

• Деревообработка: для склеивания под давлением деревянных щитов, бруса и производства фанеры.

• Ювелирное дело: для чеканки монет, медалей и других изделий.

• Научные лаборатории: для испытания материалов на прочность, для спрессовывания образцов при подготовке к анализу.

Ответ: Гидравлический пресс состоит из двух соединенных цилиндров с поршнями разной площади, заполненных жидкостью. Его действие основано на законе Паскаля, что позволяет получить выигрыш в силе, равный отношению площадей поршней ($F_2/F_1 = S_2/S_1$).

Применяют гидравлические прессы очень широко: в промышленности (штамповка, ковка), для утилизации отходов, в автосервисах (домкраты, прессы для деталей), в пищевой и деревообрабатывающей отраслях, а также в науке.