Hydraulická zařízení

Transkript

1 Hydraulická zařízení

2 Zopakuj si Vyjádři vlastními slovy Pascalův zákon. Zvýšení tlaku v uzavřené nádobě, vyvolané vnějším stlačením, je ve všech místech kapaliny stejné. Působí-li na kapalné těleso vnější tlaková síla, vyvolá uvnitř kapaliny tlak, který je ve všech místech kapalného tělesa stejně velký. Tlak v kapalině vyvolaný vnější silou se šíří všemi směry stejně a má ve všech místech kapalného tělesa také stejnou velikost.

3 Pascalův zákon je základem hydraulických zařízení. Ta využívají přenosu tlaku a tím i tlakové síly od jednoho pístu k druhému. Velikostí pístu se dá ovlivnit i velikost tlakové síly.

4 Hydraulické zařízení umožňuje: přenášet tlakovou sílu, a také ji zvětšit. Kolikrát je obsah plochy velkého pístu větší než obsah plochy malého, kolikrát větší síla působí na velký píst než na malý píst.

5 Model hydraulického zařízení Vnější tlakovou silou F 1 vznikne vnitřní tlak malý píst F 1 S 1 S 2 velký píst F 2

6 tlak p = F 1 S 1 se přenáší kapalinou - tlakem kapaliny se zvedá velký píst F 1 tlakovou silou F 2 = p S 2 S 1 S 2 F 2 Hydraulická zařízení přenáší tlakovou sílu, ale umožňují i tlakovou sílu zvětšovat.

7 Příklad S 1 S 2 10 x větší S 1 = 15 cm 2 S 2 = 150 cm 2 F 1 = 20 N F 1 F 2 F 2 = 200N 10 x větší

8 - je založeno na přenosu tlaku v kapalině podle Pascalova zákona - umožňuje přenášet tlakovou sílu, ale také ji zvětšit - kolikrát bude obsah velkého pístu větší, tolikrát větší silou na něj bude kapalina působit

9 - ve všech místech kapaliny hydraulického zařízení vznikne stejný tlak p p 1 = p 2 F 1 F = 2 S 1 S 2 všude stejný tlak p Pro výpočet použijeme tyto 2 vzorce: p = F 1 S 1 F 2 = p S 2

10 Vodní lis má písty o obsahu 6 cm 2 a 10 cm 2. Jak velkou tlakovou silou působí voda na velký píst, působí-li na malý píst tlaková síla 240 N? 1. Zakresli obrázek a popiš ho veličinami, které znáš ze zadání 240 N F 2 6 cm 2 10 cm 2 p 3. Vypočítej nedříve tlak v zařízení 2. Zapiš veličiny ze zadání a převeď S 1 = 6 cm 2 = 0,0006 m 2 F 1 = 240 N S 2 = 10 cm 2 = 0,0010 m 2 F 2 =? N p = F 1 S 1 4. Vypočítej tlakovou sílu, která působí na velký píst p = 240 0,0006 p = Pa 5. Odpověď: Na velký píst působí voda silou 400 N F 2 = p. S 2 F 2 = ,001 F 2 = 400 N

11

12 Jak to, že zubní lékař dokáže pacienta zvednout i s křeslem do výše? nákladní automobil vyklopí štěrk nebo jiný náklad z ložní plochy? vysokozdvižný vozík zvedne paletu se zbožím?

13 Všechny uvedené případy využívají hydraulické zařízení, které pracuje na základě Pascalova zákona.

14 Využití: hydraulický zvedák křeslo v zubní ordinaci hydraulické brzdy hydraulický lis

15

16 hydraulické brzdy 1) Sešlápneme brzdový pedál automobilu 2) Zvýší se tlak v celé brzdové kapalině 3) To se projeví všech brzdách velkou tlakovou silou

17 Kapalina ve spojených nádobách je uzavřena dvěma písty s různým obsahem ploch. KOLIKRÁT JE VĚTŠÍ PLOCHA JEDNOHO PÍSTU, TOLIKRÁT JE VĚTŠÍ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA PÍST.

18 Otázky a úkoly vypočítej na papír, výsledek si zkontroluj na dalším snímku 1. Druhý píst hydraulického zvedáku má 20 m 2 a první je 1 m 2. Jak velkou silou musíme působit na první píst, abychom zvedli do výšky automobil o hmotnosti 800 kg? 2. Jaké nebezpečí hrozí automobilu, když praskne hadička s brzdovou kapalinou? 3. Obsah průřezu velkého pístu je 100 krát větší než obsah průřezu malého pístu. Na malý píst působí tlaková síla o velikosti 32 N. Jak velkou tlakovou silou působí velký píst?

19 Odpovědi 1. Na píst stačí působit 20x menší silou; na první píst musíme působit silou 400 N. 2. Praskne-li hadička, nedostane se zvýšení tlaku od brzdného pedálu k brzdám, auto nemůže brzdit, může havarovat. 3. Na velký píst, který má 100 krát větší obsah, bude působit 100x větší síla; tedy na velký píst musíme působit silou 3200 N.

20 Procvičení vypočítej na papír, výsledky si zkontroluj na dalším snímku 1. Doplň chybějící údaje: LIS S 1 S 2 F 1 F cm cm 2 10 N cm 2 50 N 750 N 3 15 cm cm N 4 2 cm N N

21 Výsledky LIS S 1 S 2 F 1 F cm cm 2 10 N 1000 N 2 20 cm cm 2 50 N 750 N 3 15 cm cm N N 4 2 cm cm N N

22 Zápis do sešitu: Hydraulická zařízení

23 - je založeno na přenosu tlaku v kapalině podle Pascalova zákona - umožňuje přenášet tlakovou sílu, ale také ji zvětšit - ve všech místech kapaliny vznikne stejný tlak - kolikrát bude obsah velkého pístu větší, tolikrát větší silou na něj bude kapalina působit - využití: hydraulický zvedák křeslo v zubní ordinaci hydraulické brzdy hydraulický lis

24 nakresli do sešitu: všude stejný tlak p p = F 1 S 1 F 2 = p S 2

25 Vodní lis má písty o obsahu 6 cm 2 a 10 cm 2. Jak velkou tlakovou silou působí voda na velký píst, působí-li na malý píst tlaková síla 240 N? 240 N F 2 6 cm 2 10 cm 2 p S 1 = 6 cm 2 = 0,0006 m 2 F 1 = 240 N S 2 = 10 cm 2 = 0,0010 m 2 F 2 =? N p = F 1 S 1 p = 240 0,0006 p = Pa F 2 = p. S 2 F 2 = ,001 F 2 = 400 N Na velký píst působí voda silou 400 N

26 Příklady vypočítej do sešitu 1. Vodní lis má písty o obsahu 4 cm 2 a 8 cm 2. Jak velkou tlakovou silou působí voda na velký píst, jestliže na malý píst působí tlaková síla 380N? 2. Obsah malého pístu hydraulického lisu je 12 cm 2, působí na něj vnější tlaková síla 96 N. Obsah velkého pístu je 300 cm 2. Urči tlakovou sílu, která působí na velký píst. 3. Vodní lis má písty o obsahu 6 cm 2 a 10 cm 2. Jak velkou tlakovou silou působí voda na velký píst, jestliže na malý píst působí tlaková síla 240N? bonusový Příklad navíc, nemusíš počítat: 4. Jakou silou musíme působit na píst o průřezu 10 cm², abychom mohli zvedat automobil o hmotnosti 1500 kg? Průřez velkého pístu je 2 m 2.

27 Tento příklad můžeš dobrovolně vypočítat na papír a výsledek mi zaslat em pod názvem ZUBAŘ. Pokud bude výsledek správně, získáš malou jedničku. Lékař zvedá křeslo s pacientem pomocí hydraulického zařízení. Obsah menšího pístu je 5cm². Obsah většího pístu je 200cm². Hmotnost křesla je 30kg, hmotnost pacienta je 100kg. Zvedne lékař silou 20N křeslo s pacientem do vhodné výšky pro svou práci? Když síla 20N nebude stačit na zvednutí křesla s pacientem, je třeba provést vhodnou úpravu zařízení. Obsah menšího pístu zůstane stejný. Je třeba obsah většího pístu zvětšit, nebo zmenšit, aby se lékaři podařilo zvednout křeslo s pacientem silou 20N?