ViewWiki

שיעור 3 מתוך 6

הידראוליקה.

כ־20 דקות · 6 שאלות תרגול

מגבה הידראולי מרים מכונית בדחיפה של יד: הלחץ שווה בכל השמן, הכוח גדל עם השטח, והדרך קטנה באותו יחס, כך שהעבודה נשמרת.

שלב 1 מתוך 6 · אותו לחץ

במוסך מרימים מכונית של יותר מטון בדחיפות של יד. המגבה ההידראולי שבסצנה עושה את זה בעזרת שמן: ידית דוחפת בוכנה קטנה, והשמן דוחף בוכנה גדולה שעליה עומדת המכונית. מה שלמדתם על עבודה ועל מכונות פשוטות יסביר לכם מה המחיר.

שלב 1 מתוך 6

אותו לחץ

לחץ הוא כוח לכל יחידת שטח, p=FAp = \dfrac{F}{A}⁠, ונמדד בפסקל, ניוטון למטר רבוע. שמן כמעט לא נדחס, ולכן לחץ שמפעילים עליו בקצה אחד מגיע לכל השמן: זה חוק פסקל. בחרו פועל תחת הצגת הלחץ בפנים כדי לראות את הלחץ.

לשאלה

שלב 2 מתוך 6

הלחץ בשמן

יחס שטחי הבוכנות הוא כמה פעמים הבוכנה הגדולה רחבה בשטח מהקטנה. הוא קבוע עכשיו על 4040⁠ ל־11⁠, והדחיפה על הידית על 350 N.

לשאלה

שלב 3 מתוך 6

הכוח על הבוכנה הגדולה

אותו לחץ פועל על הבוכנה הגדולה, אבל על שטח גדול פי 4040⁠. מכיוון ש־F=pAF = pA⁠, יחס הכוחות שווה ליחס השטחים.

לשאלה

שלב 4 מתוך 6

ביד אחת

המכונית עם המשטח שוקלת 1200 kg. הדחיפה על הידית קבועה עכשיו על 150 N, הדחיפה של יד אחת.

לשאלה

שלב 5 מתוך 6

אין עבודה בחינם

מגבה הידראולי הוא מכונה פשוטה, כמו מנוף. ביחידת האנרגיה ראיתם שמכונה פשוטה מגדילה כוח, אבל לא עבודה: W=F⋅dW = F \cdot d⁠. מה המחיר כאן?

לשאלה

שלב 6 מתוך 6

להחזיק את המכונית

בהצגת הלחץ בפנים רואים את השמן שממלא את שתי הבוכנות. הלחץ בו דוחף כל סנטימטר רבוע של הבוכנה הגדולה באותו כוח.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „הידראוליקה”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

הידית דוחפת את הבוכנה הקטנה, והשמן מרים את המכונית על הבוכנה הגדולה. איפה הלחץ בשמן גדול יותר?

לניסוי

תרגול · חשבו

הדחיפה על הידית היא 350 N, והיא כולה מגיעה לבוכנה הקטנה. שטח הבוכנה הגדולה 0.1 m², ויחס שטחי הבוכנות הוא 4040⁠ ל־11⁠. מה הלחץ שהדחיפה יוצרת בשמן?

לניסוי

תרגול · חשבו

אותה דחיפה, 350 N, ואותו יחס שטחי הבוכנות, 4040⁠ ל־11⁠. באיזה כוח השמן דוחף את הבוכנה הגדולה כלפי מעלה?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

הדחיפה על הידית קבועה על 150 N, יד אחת. שנו את יחס שטחי הבוכנות עד שהדחיפה הזאת מרימה את המכונית, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · חשבו

ביחס שטחי הבוכנות של 4040⁠ ל־11⁠ כל דחיפה מזיזה את הבוכנה הקטנה 40 cm. כמה עולה המכונית בדחיפה אחת?

לניסוי

תרגול · חשבו

המכונית שוקלת 1200 kg, ושטח הבוכנה הגדולה 0.1 m². איזה לחץ בשמן מחזיק את המכונית באוויר? קחו g = 9.81 m/s².