Номер 2, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 45. Гидравлический пресс. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 2, страница 153.

2. Как определить выигрыш в силе, который даёт гидравлический пресс (без учёта трения)?

Выигрыш в силе, который даёт гидравлический пресс, определяется на основе закона Паскаля. Согласно этому закону, давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях.

Гидравлический пресс состоит из двух соединённых сосудов с поршнями разной площади. Обозначим силу, действующую на малый поршень, как $F_1$, а площадь малого поршня — $S_1$. Силу, действующую на большой поршень, обозначим как $F_2$, а его площадь — $S_2$.

Давление под малым поршнем равно $p_1 = \frac{F_1}{S_1}$. Согласно закону Паскаля, это же давление передаётся и на большой поршень: $p_2 = p_1$.

Сила, действующая на большой поршень, определяется как $F_2 = p_2 \cdot S_2$. Подставив выражение для давления, получим: $F_2 = \frac{F_1}{S_1} \cdot S_2$.

Выигрыш в силе — это отношение силы на большом поршне к силе, приложенной к малому поршню. Из полученной формулы можно выразить это отношение:$\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1}$.

Таким образом, выигрыш в силе, который даёт идеальный гидравлический пресс (без учёта трения), равен отношению площади большого поршня к площади малого поршня. Во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого, во столько же раз пресс даёт выигрыш в силе.

Ответ: Выигрыш в силе, который даёт гидравлический пресс (без учёта трения), определяется как отношение площади большего поршня ($S_2$) к площади меньшего поршня ($S_1$). Формула для выигрыша в силе: $\frac{F_2}{F_1} = \frac{S_2}{S_1}$.

3. Принцип действия гидравлического пресса основан на законе Паскаля. Гидравлический пресс представляет собой машину, состоящую из двух соединённых цилиндров разного диаметра, которые заполнены жидкостью (чаще всего маслом). Внутри каждого цилиндра установлен подвижный поршень.

Процесс работы пресса можно описать по шагам:

1. К малому поршню, имеющему площадь $S_1$, прикладывается внешняя сила $F_1$. Эта сила создаёт давление на поверхность жидкости под поршнем, равное $p_1 = \frac{F_1}{S_1}$.

2. Согласно закону Паскаля, это давление передаётся без изменения во все точки жидкости, включая область под большим поршнем. Следовательно, давление, действующее на большой поршень площадью $S_2$, будет таким же: $p_2 = p_1$.

3. Давление жидкости $p_2$ создаёт силу $F_2$, которая действует на большой поршень снизу вверх. Величина этой силы равна $F_2 = p_2 \cdot S_2$.

4. Так как площади поршней равны ($p_1 = p_2$), можно записать равенство: $\frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2}$. Отсюда следует, что сила, действующая на большой поршень, $F_2 = F_1 \cdot \frac{S_2}{S_1}$.

Поскольку площадь большого поршня $S_2$ больше площади малого $S_1$, то и сила $F_2$ будет во столько же раз больше силы $F_1$. Это позволяет, прикладывая малое усилие, получать значительно большую силу, которая используется для прессования, подъёма грузов и других задач.

Ответ: Принцип действия гидравлического пресса заключается в следующем: сила, приложенная к малому поршню, создаёт давление в жидкости. По закону Паскаля это давление передаётся на большой поршень, создавая на нём силу, которая во столько раз больше приложенной, во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого.