Гідравлічні системи використовують рідину під тиском для передачі та збільшення сил. Проста модель гідравлічного приводу може бути побудована з легкодоступних матеріалів і використана для демонстрації принципів таких систем. Можливо, ви бачили у формі гідравлічні приводи на будівельному обладнанні або інші важкі машини великих "баранів" - циліндрів, які розширюються і стискаються, щоб маніпулювати лопатами або лезами машина. Ця модель може бути використана на підтримку наукового ярмарку або проекту класу разом із плакатом чи доповіддю пояснюючи, як це діє, або просто як забавна діяльність для стимулювання розуміння загального технології.
1. Підготуйте свої матеріали
Отримайте шприц об'ємом 20 мл, шприц об'ємом 100 мл, трохи гумової трубки та рослинного масла. Шприци можна придбати в більшості аптек, тоді як гумові трубки можна придбати в акваріумних магазинах. Вийміть голки зі шприців. Голки не знадобляться для побудови моделі.
2. Наповніть шприци
Наповніть шприци наполовину рослинним маслом. Зробіть це, зануривши сопло шприца в миску з рослинним маслом і повільно потягнувши за поршень, доки ствол шприца не заповниться приблизно наполовину. Переконайтеся, що в стовбурі шприца немає бульбашок, оскільки це може вплинути на роботу моделі. Якщо під час наповнення шприців утворюються бульбашки, виштовхніть масло зі шприца та повторіть процес наповнення.
Витріть надлишки олії паперовим рушником і штовхніть поршня так далеко, щоб у соплі шприців не було повітря.
3. Прикріпіть трубопровід
Вставте насадку більшого шприца в один кінець гумової трубки. Якщо у вас виникають труднощі з тим, щоб кінець трубки помістився на форсунки шприца, занурте кінці трубки в гарячу воду на кілька хвилин. Це розширить гумовий шланг, а також зробить його більш м’яким і пластичним.
Натискайте на поршень великого шприца, поки масло майже не досягне кінця шланга, залишаючи пустий лише сантиметр або близько того, щоб вам було за що втриматися. Не натискайте на поршні, коли вставляєте форсунки шприців у шланг, або масло може виштовхуватися із шприців, створюючи неабияку безлад.
Тепер таким же чином прикріпіть вільний кінець шланга до сопла меншого шприца.
4. Перевірте свою просту гідравлічну систему
Експлуатуйте завершену модель, натискаючи на той чи інший поршень. Інший поршень підніметься. Коли ви натискаєте на поршень меншого шприца, поршень більшого піднімається на меншу відстань, але з більшою силою. Оскільки його ствол має більший діаметр і, отже, більший об'єм, (нестислива) рідина переміщує свій поршень на меншу відстань. Але оскільки він рухається на меншу відстань, він генерує більшу силу. Це "механічна перевага", подібна до того, як натягування мотузки шківа з невеликим зусиллям на велику відстань може підняти велику вагу на невелику відстань.
Речі, які вам знадобляться
- 20 мл шприц
- Шприц на 100 мл
- Гумові або пластикові трубки (10-15 см)
- Рослинна олія
Попередження
Будьте обережні, щоб не уколити себе викинутими голками; вони надзвичайно різкі.