Гидравлический пресс

Гидравлический пресс представляет собой простейший механизм, с помощью которого можно получить выигрыш в силе, т.е. с помощью меньшей по величине силы получить большую силу. Принципиальная схема такого пресса показана на рис. 2.8.

Рис. 2.8. Принцип дейстия гидравлического пресса

Пресс состоит из двух цилиндров, в каждом из которых под поршнем находится несжимаемая (или слабо сжимаемая) жидкость, причем площадь поршня в левом цилиндре меньше площади в правом цилиндре; пространства под поршнями образует сообщающиеся сосуды.

Если к левому поршню приложить силу , то давление под этим поршнем изменится на величину . Поскольку из закона Паскаля следует, что на такую же величину должно измениться давление под правым поршнем, то для удержания этого поршня в равновесии к нему необходимо приложить силу , т. е. должно выполняться равенство

Поскольку , то сила .

Таким образом, приложив относительно небольшую силу к поршню с меньшей площадью, мы получим увеличенную силу , действующую на поршень с большей площадью, причем сила увеличивается в раз. Если поршни имею круглые сечения¸ то увеличение силы равно отношению квадратов диаметров этих сечений.

Заметим, однако, что, как и все прочие механизмы, гидравлический пресс дает выигрыш в силе, но не в работе. Поскольку перемещение поршня в цилиндре с большей площадью меньше перемещения поршня в цилиндре с меньшей площадью, то работы и , производимые обеими силами, равны по величине. Действительно, из равенства изменения объемов жидкости в полостях пресса следует, что , т.е. , поэтому справедливы следующие равенства:

Иными словами, работы обеих сил равны по величине.

Пример 1. Определить абсолютное давление на дне резервуара, в котором находиться бензин (плотность =730 кг/м³), если уровень жидкости в резервуаре равен H=16 м, а давление насыщенных паров над плавающим понтоном составляет p₀=1,03 ат (рис. 2.9).