а) Какова сила, действующая на большой поршень? б) Каков выигрыш в силе, обеспечиваемый гидравлической машиной?

Тема вопроса: Принцип работы гидравлической машины
Объяснение: Гидравлическая машина основана на принципе передачи силы через непроницаемую для жидкости границу — поршни и трубки системы наполнены жидкостью, обычно маслом. Принцип работы основан на законе Паскаля. Согласно этому закону, давление, создаваемое в любой точке жидкости, передается одинаковым образом по всем направлениям. Когда сила F1, действующая на малый поршень, увеличивается за счет приложения механической силы, она создает давление на малой поверхности S1 поршня. Это давление передается через жидкость на большую поверхность S2 поршня, которая создает силу F2. По закону Паскаля, сила, действующая на большой поршень, равна произведению силы, приложенной к малому поршню, на отношение площадей поршней, то есть F2 = F1 x (S2/S1). Это позволяет увеличивать приложенную силу на большом поршне по сравнению с малым поршнем, что и является выигрышем в силе.
Дополнительный материал:
а) Пусть F1 = 50 Н, S1 = 4 см^2, S2 = 16 см^2. Какова сила F2, действующая на большой поршень?
Решение:
F2 = F1 x (S2/S1) = 50 Н x (16 см^2 / 4 см^2) = 50 Н x 4 = 200 Н.
Сила, действующая на большой поршень, равна 200 Н.
б) Каков выигрыш в силе при использовании гидравлической машины с площадью малого поршня 2 см^2 и площадью большого поршня 20 см^2?
Решение:
F2/F1 = (S2/S1) = (20 см^2 / 2 см^2) = 10.
Выигрыш в силе равен 10 раз.
Совет: Для лучшего понимания принципа работы гидравлической машины рекомендуется провести эксперимент, используя шприцы и воду или другую жидкость. Наблюдение за изменением силы и площади поршней поможет визуализировать процесс.
Задание для закрепления: Какова сила, действующая на большой поршень, если приложенная сила на малом поршне равна 30 Н, площадь малого поршня 3 см^2, а площадь большого поршня 9 см^2?