Hydrauliske systemer bruker væske under trykk for å overføre og forstørre krefter. En enkel modell av et hydraulisk aktuator kan konstrueres med lett tilgjengelige materialer og brukes til å demonstrere prinsippene i slike systemer. Du har kanskje sett hydrauliske aktuatorer på anleggsmaskiner eller andre tunge maskiner i skjemaet av store "værer" - sylindere som strekker seg ut og trekker seg sammen for å manipulere spader eller kniver på maskin. Denne modellen kan brukes til støtte for en vitenskapsmesse eller klasseprosjekt sammen med en plakat eller papir forklare hvordan den fungerer, eller rett og slett som en morsom aktivitet for å stimulere forståelsen av et felles teknologi.
1. Forbered materialene dine
Få en 20 ml sprøyte, en 100 ml sprøyte, litt gummirør og vegetabilsk olje. Sprøytene kan kjøpes på de fleste apotek, mens gummislangen er tilgjengelig på akvariebutikker. Fjern nålene fra sprøytene. Nåler vil ikke være nødvendig for konstruksjonen av modellen.
2. Fyll sprøytene
Fyll sprøytene halvfullt med vegetabilsk olje. Gjør dette ved å dyppe dysen på sprøyten i en bolle med vegetabilsk olje og trekke sakte i stempelet til sprøyten er omtrent halvfull. Forsikre deg om at det ikke er bobler i sprøyten, da dette kan påvirke driften av modellen. Hvis det dannes bobler når du fyller sprøytene, skyver du oljen ut av sprøyten og gjør om påfyllingsprosessen.
Tørk av overflødig olje med et papirhåndkle og skyv stempelet ned akkurat så langt at det ikke kommer luft i sprøytedysen.
3. Fest slangen
Sett dysen på den større sprøyten inn i den ene enden av gummirøret. Hvis du har problemer med å få enden av slangen til å passe over sprøytedysene, senk endene på slangen i varmt vann i noen minutter. Dette vil utvide gummirøret og også gjøre det mykere og mer smidig.
Trykk ned på den store sprøytestemplet til oljen nesten når enden av slangen, og la bare en centimeter slange være tom slik at du har noe å holde på. Ikke trykk ned på stempelet når du setter dysene på sprøytene inn i slangen, ellers kan olje skyves ut av sprøytene, noe som skaper et rot.
Fest den frie enden av slangen til dysen på den mindre sprøyten på samme måte.
4. Test ditt enkle hydrauliske system
Bruk den ferdige modellen ved å skyve ned på den ene eller den andre stemplet. Det andre stempelet vil heve seg. Når du skyver stempelet på den mindre sprøyten ned, vil stempelet på den større stige en mindre avstand, men med større kraft. Fordi fatet har større diameter og derfor et større volum, beveger den (ukomprimerbare) væsken stempelet over en mindre avstand. Men fordi den beveger seg over en mindre avstand, genererer den en større kraft. Dette er en "mekanisk fordel", som ligner på hvordan det å trekke tauet til en remskive med liten kraft over store avstander kan løfte en stor vekt en liten avstand.
Ting du trenger
- 20 ml sprøyte
- 100 ml sprøyte
- Slanger av gummi eller plast (10-15 cm)
- Vegetabilsk olje
Advarsler
Vær forsiktig så du ikke stikker deg selv med kasserte nåler; de er ekstremt skarpe.