Hydraulijärjestelmät käyttävät paineistettua nestettä voimien siirtämiseen ja suurentamiseen. Yksinkertainen malli hydraulisesta toimilaitteesta voidaan rakentaa helposti saatavilla olevista materiaaleista ja käyttää osoittamaan tällaisten järjestelmien periaatteita. Olet ehkä nähnyt rakennuskoneiden tai muiden raskaiden koneiden hydraulitoimilaitteita muodossa suurista "pässeistä" - sylintereistä, jotka ulottuvat ja supistuvat manipuloimaan lapion lapioita tai teriä kone. Tätä mallia voidaan käyttää tukemaan tiedemessuja tai luokkaprojekteja yhdessä julisteen tai paperin kanssa selittää, miten se toimii, tai yksinkertaisesti hauskana aktiviteettina yhteisymmärryksen lisäämiseksi tekniikkaa.
1. Valmista materiaalisi
Hanki 20 ml: n ruisku, 100 ml: n ruisku, kumiputkia ja kasviöljyä. Ruiskuja voi ostaa useimmista apteekeista, kun taas kumiputkia on saatavana akvaariokaupoista. Poista neulat ruiskuista. Neuloja ei tarvita mallin rakentamiseen.
2. Täytä ruiskut
Täytä ruiskut puoliksi täynnä kasviöljyä. Tee tämä kastamalla ruiskun suutin kulhoon kasviöljyä ja vetämällä mäntää hitaasti, kunnes ruiskun tynnyri on noin puoliksi täynnä. Varmista, että ruiskun tynnyrissä ei ole kuplia, koska se voi vaikuttaa mallin toimintaan. Jos ruiskuja täytettäessä muodostuu kuplia, työnnä öljy ruiskusta ja tee täyttö uudelleen.
Pyyhi ylimääräinen öljy pois paperipyyhkeellä ja työnnä männät alas riittävän kauas, jotta ruiskujen suuttimessa ei ole ilmaa.
3. Kiinnitä letku
Työnnä suuremman ruiskun suutin kumiletkun toiseen päähän. Jos sinulla on vaikeuksia saada letkun pää sopimaan ruiskun suuttimiin, upota letkun päät kuumaan veteen muutamaksi minuutiksi. Tämä laajentaa kumiletkua ja tekee siitä myös pehmeämmän ja muokattavamman.
Paina suuren ruiskun mäntää alaspäin, kunnes öljy saavuttaa melkein letkun pään, jättäen vain noin senttimetrin letkun tyhjäksi, jotta sinulla on jotain, mistä pitää kiinni. Älä työnnä mäntää alas, kun ruiskun suuttimet työnnetään letkuun tai öljy saattaa työntyä ruiskuista, mikä aiheuttaa melkoisen sotkun.
Kiinnitä letkun vapaa pää samalla tavalla pienemmän ruiskun suuttimeen.
4. Testaa yksinkertainen hydraulijärjestelmäsi
Käytä valmistunutta mallia työntämällä toista mäntää alas. Toinen mäntä nousee. Kun painat pienemmän ruiskun mäntää alas, suuremman mäntä nousee pienemmällä etäisyydellä, mutta suuremmalla voimalla. Koska sen tynnyrillä on suurempi halkaisija ja siten suurempi tilavuus, (puristamaton) neste siirtää mäntää pienemmällä etäisyydellä. Mutta koska se liikkuu pienemmällä etäisyydellä, se tuottaa suuremman voiman. Tämä on "mekaaninen etu", samanlainen kuin kuinka hihnapyörän köyden vetäminen pienellä voimalla suurelle etäisyydelle voi nostaa suurta painoa pienen matkan.
Tarvittavat asiat
- 20 ml ruisku
- 100 ml ruisku
- Kumi- tai muoviletkut (10-15 cm)
- Kasviöljy
Varoitukset
Varo pistämästä itseäsi heitetyillä neuloilla; ne ovat erittäin teräviä.