I sistemi idraulici trasmettono la forza attraverso un liquido — Ingegneria, 11–13 anni
Una spinta su un pistone piccolo può creare pressione in un liquido chiuso e produrre una spinta maggiore su un pistone largo.
La pressione può trasmettersi in un liquido
In un sistema idraulico, un liquido è chiuso dentro tubi o cilindri, quindi non può uscire semplicemente di lato. Premendo un pistone, spingi il liquido e crei pressione in tutto il liquido collegato. Questa pressione può muovere un altro pistone, anche se i due sono lontani.
Perché gli ingegneri usano l’idraulica
Alcune macchine hanno bisogno di una spinta forte e regolare in uno spazio piccolo. Un sistema idraulico può trasmettere la forza attraverso tubi flessibili e aumentarla con un pistone più grande. In cambio, il pistone piccolo deve muoversi più lontano o più volte, e il sistema deve restare chiuso.
Un sollevatore idraulico in numeri
Un pistone piccolo ha un’area di 2 centimetri quadrati e uno grande di 20. Una spinta di 30 newton crea una pressione di 30 ÷ 2 = 15 newton per centimetro quadrato. Il pistone grande riceve 15 × 20 = 300 newton, ignorando l’attrito.
Una forza maggiore significa un movimento minore
È facile immaginare di ottenere una forza maggiore in uscita senza pagare alcun prezzo. L’errore sembra naturale perché il pistone grande spinge chiaramente più forte. Però i sistemi idraulici conservano circa l’energia: se il pistone in uscita ha un’area dieci volte maggiore, si muove circa un decimo.
Freni e macchine per sollevare
I freni delle auto usano un liquido idraulico per portare la pressione dal pedale alle pastiglie vicino alle ruote. Le officine usano sollevatori idraulici per alzare le auto, e gli escavatori usano cilindri per muovere bracci pesanti. Funzionano bene solo senza perdite importanti né aria intrappolata.
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