Hydraulsystem använder tryckvätska för att överföra och förstora krafter. En enkel modell av ett hydrauliskt ställdon kan konstrueras med lätt tillgängliga material och användas för att demonstrera principerna för sådana system. Du kanske har sett hydrauliska ställdon på byggutrustning eller andra tunga maskiner i formen av stora "kolvar" - cylindrar som sträcker sig och drar sig samman för att manipulera spader eller blad på maskin. Denna modell kan användas till stöd för en vetenskapsmässa eller klassprojekt tillsammans med en affisch eller papper förklara hur den fungerar, eller helt enkelt som en rolig aktivitet för att stimulera förståelsen för en gemensam teknologi.
1. Förbered dina material
Skaffa en 20 ml spruta, en 100 ml spruta, lite gummislang och vegetabilisk olja. Sprutorna kan köpas på de flesta apotek, medan gummislangen finns i akvariebutiker. Ta bort nålarna från sprutorna. Nålarna behövs inte för konstruktionen av modellen.
2. Fyll sprutorna
Fyll sprutorna halvfullt med vegetabilisk olja. Gör detta genom att doppa sprutans munstycke i en skål med vegetabilisk olja och långsamt dra kolven tills sprutans cylinder är ungefär halvfull. Se till att det inte finns några bubblor i sprutans cylinder, eftersom detta kan påverka modellens funktion. Om bubblor bildas när du fyller sprutorna, tryck ut oljan ur sprutan och gör om påfyllningen.
Torka bort överflödig olja med en pappershandduk och tryck kolven ner tillräckligt långt så att det inte kommer luft i sprutans munstycke.
3. Fäst slangen
För in munstycket på den större sprutan i ena änden av gummislangen. Om du har svårt att få änden på slangen att passa över sprutmunstyckena, sänk ner ändarna på slangen i varmt vatten i några minuter. Detta utvidgar gummislangarna och gör det också mjukare och smidigare.
Tryck ner den stora sprutans kolv tills oljan nästan når änden på slangen och lämna bara en centimeter slang tom så att du har något att hålla fast vid. Tryck inte ner kolvarna när sprutmunstyckena sätts in i slangen, annars kan olja skjutas ut ur sprutorna, vilket skapar en röra.
Fäst slangens fria ände på munstycket på den mindre sprutan på samma sätt.
4. Testa ditt enkla hydraulsystem
Använd den färdiga modellen genom att trycka ner den ena eller den andra kolven. Den andra kolven kommer att stiga. När du trycker ner kolven på den mindre sprutan kommer kolven på den större att stiga ett mindre avstånd men med större kraft. Eftersom pipan har en större diameter och därmed en större volym rör den (okomprimerbara) vätskan kolven över ett mindre avstånd. Men eftersom den rör sig över ett mindre avstånd genererar den en större kraft. Detta är en "mekanisk fördel", som liknar hur man drar repet i en remskiva med liten kraft på ett stort avstånd kan lyfta en stor vikt ett litet avstånd.
Saker du behöver
- 20 ml spruta
- 100 ml spruta
- Slang av gummi eller plast (10-15 cm)
- Vegetabilisk olja
Varningar
Var försiktig så att du inte prickar dig med de kasserade nålarna. de är extremt skarpa.