المكونات الهيدروليكية

أوه لا! جيني لديها ثقب في الإطارات. ستحتاج إلى رفع السيارة لتغيير الإطار. كيف يمكنها أن ترفع شيئًا ثقيلًا مثل السيارة؟ جيني ليست قوية بما فيه الكفاية لفعل ذلك بمفردها - لا يمكنها إنتاج قوة كافية - لرفع السيارة. لكن لحسن الحظ لديها آلة رافعة التي يمكنها استخدامها لرفع السيارة بسهولة. تستخدم الرافعة سائلًا لمضاعفة القوى. تستخدم نظام هيدروليكي. دعونا نرى كيف تعمل! أولا علينا أن نتذكر ثلاثة أشياء حول السوائل والضغط. أول هام لا يمكن ضغط السوائل لشغل مساحة أقل. املأ حقنة بالماء. قم بتغطية الفتحة بإصبعك وحاول الضغط على مكبس المحقنة. يمكنك الشعور بالضغط يتراكم في الحقنة، لكن المكبس لا يتحرك. المكبس يتحرك فقط عندما ترفع إصبعك عن الفتحة ويمكن أن تتدفق المياه. لا يتغير حجم السائل تحت الضغط - نقول أن السوائل غير قابلة للضغط. ثانيًا القوة المطبقة من جانب واحد يخلق ضغطًا متساويًا في كل مكان، داخل سائل. عندما تضغط على مكبس حقنة ممتلئة، ينتشر الضغط بالتساوي من خلال السائل وعلى جدران الحقنة. الضغط في السوائل ينتقل بالتساوي في جميع الاتجاهات. ثالثًا الضغط يساوي القوة مقسومة على المنطقة التي يتم تطبيق القوة عليها. الآن - كيف تلعب هذه الخصائص دورًا في رافعة السيارة الهيدروليكية لجيني؟ يحتوي المقبس على أسطوانتين متصلتين ببعضهما البعض. كل اسطوانة مليئة بالسائل وتحتوي على جزء معدني يمكن أن ينزلق لأعلى ولأسفل: مكبس. إحدى الأسطوانات أصغر بكثير من الأخرى. عندما تضغط جيني على الرافعة الموجودة على الرافعة، يقوم المكبس الموجود داخل الاسطوانة الأصغر بضغط السائل الموجود بها. لا يمكن ضغط السائل، لذلك ينتقل إلى الأسطوانة الأخرى، ويدفع المكبس الأكبر للأعلى. ينتشر الضغط أيضًا بالتساوي في جميع أنحاء السائل. لذلك لأن الأسطوانتين متصلتين، الضغط في الاسطوانة الأكبر يجب أن تكون مساوية للواحد في الاسطوانة الأصغر. ومع ذلك فإن الأسطوانات والمكابس لها مساحات سطحية مختلفة، لذلك تختلف القوة المؤثرة على كل مكبس. كم تختلف؟ دعونا نستخدم صيغة الضغط لنرى! القوة التي تطبقها جيني على المكبس الأصغر هي 200 نيوتن. مساحة المكبس الصغير 0.1 م 2 [متر مربع]. الضغط الذي كونته 200 نيوتن مقسومة على 0.1 م 2 [متر مربع] - 2000 باسكال. تبلغ مساحة المكبس الأكبر 0.8 م 2 [متر مربع]. الضغط الذي يمارس على المكبس الكبير هو 2000 باسكال. إذن القوة المؤثرة على منطقة المكبس الكبير هي 2000 باسكال مضروبة في 0.8 م 2 [متر مربع]، أي 1600 نيوتن. من جانبها، استخدمت جيني قوة مقدارها 200 نيوتن، والتي أصبحت 1600 نيوتن على الجانب الآخر. القوة تضاعفت! في كل مرة تدفع جيني الرافعة، تزيد الضغط في السائل، وهذا بدوره يزيد من قوة المكبس الأكبر التي ترفع السيارة ببطء! الأنظمة الهيدروليكية مثل تلك الموجودة في رافعة السيارة، لها العديد من التطبيقات: من الآلات مثل الرافعات والحفارات، لمكابح السيارة وعجلات فيريس. ولا يتطلب ذلك الكثير من الجهد، السائل يقوم بكل العمل الشاق بالنسبة لي!