Номер 3, страница 134 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

3. Какой закон лежит в основе работы гидравлических машин?

3. В основе работы гидравлических машин лежит закон Паскаля.

Этот закон гласит, что давление, производимое на жидкость или газ в замкнутом объеме, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Гидравлическая машина, такая как гидравлический пресс, подъемник или тормозная система автомобиля, использует этот принцип для получения выигрыша в силе.

Рассмотрим устройство простейшей гидравлической машины. Она состоит из двух соединенных сосудов, заполненных несжимаемой жидкостью (обычно специальным маслом) и закрытых подвижными поршнями разной площади: малого поршня с площадью $S_1$ и большого поршня с площадью $S_2$.

Когда на малый поршень прикладывается сила $F_1$, она создает под ним давление $p_1$. Давление, по определению, равно отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности:

$p_1 = \frac{F_1}{S_1}$

Согласно закону Паскаля, это давление $p_1$ передается одинаково во все точки жидкости, включая область под большим поршнем. Следовательно, давление $p_2$ под большим поршнем равно давлению $p_1$ под малым:

$p_1 = p_2$

Это давление $p_2$ создает силу $F_2$, которая действует на большой поршень снизу вверх. Эту силу можно выразить как:

$F_2 = p_2 \cdot S_2$

Поскольку $p_1 = p_2$, мы можем объединить уравнения:

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

Из этого соотношения можно найти силу $F_2$, которая действует на большой поршень:

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

Это уравнение показывает, что сила $F_2$ во столько раз больше силы $F_1$, во сколько раз площадь большого поршня $S_2$ больше площади малого поршня $S_1$. Таким образом, прикладывая небольшую силу к малому поршню, можно получить значительно большую силу на большом поршне, что и позволяет, например, поднимать тяжелые автомобили с помощью гидравлического подъемника.

Ответ: В основе работы гидравлических машин лежит закон Паскаля.