Гидравлические системы используют жидкость под давлением для передачи и увеличения сил. Простую модель гидравлического привода можно построить из легко доступных материалов и использовать для демонстрации принципов работы таких систем. Возможно, вы видели гидравлические приводы на строительной технике или другой тяжелой технике в виде больших «таранов» - цилиндров, которые расширяются и сжимаются, чтобы управлять лопатками или лопастями машина. Эту модель можно использовать в поддержку научной ярмарки или классного проекта вместе с плакатом или бумагой. объясняя, как это работает, или просто как забавное занятие, чтобы стимулировать понимание общих технология.
1. Подготовьте свои материалы
Возьмите шприц на 20 мл, шприц на 100 мл, немного резиновой трубки и растительное масло. Шприцы можно купить в большинстве аптек, а резиновые трубки - в магазинах аквариумов. Удалите иглы из шприцев. Иглы для построения модели не понадобятся.
2. Наполните шприцы
Наполовину заполните шприцы растительным маслом. Сделайте это, погрузив наконечник шприца в емкость с растительным маслом и медленно потянув поршень, пока цилиндр шприца не будет заполнен примерно наполовину. Убедитесь, что в цилиндре шприца нет пузырей, так как это может повлиять на работу модели. Если при наполнении шприца образуются пузырьки, вытолкните масло из шприца и повторите процесс наполнения.
Вытрите излишки масла бумажным полотенцем и надавите на поршни настолько, чтобы в сопле шприцев не было воздуха.
3. Присоедините трубку
Вставьте насадку большего шприца в один конец резиновой трубки. Если вам трудно надеть конец трубки на сопла шприца, погрузите концы трубки в горячую воду на несколько минут. Это расширит резиновую трубку, а также сделает ее более мягкой и податливой.
Надавите на поршень большого шприца, пока масло почти не достигнет конца трубки, оставив только сантиметр трубки пустым, чтобы вам было за что держаться. Не давите на поршни при вставке сопел шприцев в трубку, иначе масло может вытолкнуться из шприцев, создавая беспорядок.
Теперь таким же образом прикрепите свободный конец трубки к соплу меньшего шприца.
4. Проверьте свою простую гидравлическую систему
Приведите в действие законченную модель, надавив на один или другой поршень. Другой поршень поднимется. Когда вы нажимаете на поршень меньшего шприца, поршень большего шприца поднимается на меньшее расстояние, но с большей силой. Поскольку его ствол имеет больший диаметр и, следовательно, больший объем, (несжимаемая) жидкость перемещает его поршень на меньшее расстояние. Но поскольку он перемещается на меньшее расстояние, он создает большую силу. Это «механическое преимущество», подобное тому, как протягивание каната шкива с небольшой силой на большое расстояние может поднять большой вес на небольшое расстояние.
Вещи, которые вам понадобятся
- Шприц 20 мл
- Шприц 100 мл
- Резиновая или пластиковая трубка (10-15 см)
- Растительное масло
Предупреждения
Будьте осторожны, чтобы не уколоть себя выброшенными иглами; они очень острые.