Hydraulische systemen gebruiken vloeistof onder druk om krachten over te brengen en te vergroten. Een eenvoudig model van een hydraulische actuator kan worden geconstrueerd met gemakkelijk verkrijgbare materialen en worden gebruikt om de principes van dergelijke systemen te demonstreren. U hebt misschien hydraulische aandrijvingen op bouwmachines of andere zware machines gezien in de vorm van grote "rammen" - cilinders die uitschuiven en samentrekken om de schoppen of bladen van de te manipuleren machine. Dit model kan worden gebruikt ter ondersteuning van een wetenschapsbeurs of klasproject, samen met een poster of papier uitleggen hoe het werkt, of gewoon als een leuke activiteit om het begrip van een gemeenschappelijk technologie.
1. Bereid je materialen voor
Pak een spuit van 20 ml, een spuit van 100 ml, wat rubberen slangen en plantaardige olie. De spuiten zijn verkrijgbaar bij de meeste apotheken, terwijl de rubberen slang verkrijgbaar is bij aquariumwinkels. Haal de naalden uit de spuiten. De naalden zijn niet nodig voor de constructie van het model.
2. Vul de spuiten
Vul de spuiten halfvol met plantaardige olie. Doe dit door het mondstuk van de spuit in een schaal met plantaardige olie te dompelen en langzaam aan de zuiger te trekken totdat de cilinder van de spuit ongeveer halfvol is. Zorg ervoor dat er geen luchtbellen in de cilinder van de spuit zitten, omdat dit de werking van het model kan beïnvloeden. Als er zich bellen vormen wanneer u de spuiten vult, duwt u de olie uit de spuit en voert u het vulproces opnieuw uit.
Veeg overtollige olie weg met een papieren handdoek en duw de zuigers net ver genoeg naar beneden zodat er geen lucht in het mondstuk van de spuiten komt.
3. Bevestig de slang
Steek het mondstuk van de grotere spuit in het ene uiteinde van de rubberen slang. Als u moeite heeft om het uiteinde van de slang over de spuitmonden te krijgen, dompel de uiteinden van de slang dan een paar minuten onder in heet water. Dit zal de rubberen slang uitzetten en ook zachter en kneedbaarder maken.
Duw de zuiger van de grote spuit naar beneden totdat de olie bijna het einde van de slang bereikt, zodat er slechts een centimeter of zo van de slang leeg is, zodat u iets hebt om aan vast te houden. Duw de plunjers niet naar beneden wanneer u de spuitmondjes van de spuiten in de slang steekt, anders kan er olie uit de spuiten worden geduwd, waardoor er nogal wat rommel ontstaat.
Bevestig nu het vrije uiteinde van de slang op dezelfde manier aan het mondstuk van de kleinere spuit.
4. Test uw eenvoudige hydraulische systeem
Bedien het voltooide model door op de ene of de andere plunjer te drukken. De andere zuiger gaat omhoog. Wanneer u de zuiger van de kleinere spuit naar beneden duwt, zal de zuiger van de grotere een kleinere afstand maar met grotere kracht omhoog komen. Omdat zijn loop een grotere diameter heeft en dus een groter volume, verplaatst de (onsamendrukbare) vloeistof zijn plunjer over een kleinere afstand. Maar omdat het over een kleinere afstand beweegt, genereert het een grotere kracht. Dit is een "mechanisch voordeel", vergelijkbaar met hoe het trekken van het touw van een katrol met kleine kracht over een grote afstand een groot gewicht over een kleine afstand kan tillen.
Dingen die je nodig hebt
- 20 ml spuit ml
- 100 ml spuit
- Rubberen of kunststof slang (10-15 cm)
- Plantaardige olie
Waarschuwingen
Pas op dat u zich niet prikt met de weggegooide naalden; ze zijn extreem scherp.