Какова площадь большого поршня гидравлического подъёмника, если груз массой 1,5 т поднимается с помощью силы 100 Н, площадь малого поршня равна 150 см2, а коэффициент полезного действия составляет 75%?
Физика9 классГидравликаплощадь большого поршнягидравлический подъёмникгруз массой 1,5 тсила 100 Нплощадь малого поршня 150 см2коэффициент полезного действия 75%
Чтобы найти площадь большого поршня гидравлического подъёмника, давайте сначала разберёмся с основными данными и формулами, которые нам понадобятся.
Данные:
Сначала найдём силу, с которой действует груз. Эта сила равна весу груза и рассчитывается по формуле:
Fгруз = m * g,
где g - ускорение свободного падения, приблизительно равное 9,81 м/с².
Подставим значения:
Fгруз = 1500 кг * 9,81 м/с² = 14715 Н.
Теперь, учитывая КПД, мы можем найти силу, которую мы должны приложить к малому поршню, чтобы поднять груз:
Fвход = Fгруз / КПД.
Подставим значения:
Fвход = 14715 Н / 0,75 = 19620 Н.
Теперь мы можем использовать закон Паскаля, который гласит, что давление в жидкости передаётся одинаково во всех направлениях. Давление (P) на малом поршне можно выразить как:
P = Fвход / S1.
Подставим значения:
P = 19620 Н / 0,015 м² = 1308000 Па.
Теперь, используя это давление, мы можем найти площадь большого поршня (S2),на который действует сила, равная весу груза:
P = Fгруз / S2.
Отсюда выразим S2:
S2 = Fгруз / P.
Подставим значения:
S2 = 14715 Н / 1308000 Па.
Теперь вычислим S2:
S2 = 0,01125 м².
Чтобы перевести площадь в см², умножим на 10000:
S2 = 0,01125 м² * 10000 = 112,5 см².
Ответ: Площадь большого поршня гидравлического подъёмника составляет 112,5 см².