v2.0.9803.5862
Fizyka dla każdego
Właściwości materii i płyny · 2 min czytania

Prasa hydrauliczna — zadanie: siła i przesunięcie tłoka

Opublikowano: 13.10.2026 · Ostatnio zmieniany: 25.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Oceń ten artykuł: od 1 do 5 gwiazdek
(0 głosów) . Jeszcze nie oddano głosów.

Kliknij gwiazdkę, aby od razu oddać ocenę. Klawiaturą wybierz gwiazdkę klawiszem Tab i naciśnij Enter lub spację. Jeden głos na materiał z danej przeglądarki.

Idealna prasa ma tłoki o polach 4 cm² i 160 cm². Mały tłok naciskamy siłą 75 N i przesuwamy o 12 cm. Oblicz siłę równoważoną na dużym tłoku oraz jego przesunięcie. Tłoki są na tym samym poziomie; pomiń tarcie, ciężar tłoków i ściśliwość cieczy.

Dalsze części: b) Oblicz pracę na obu tłokach i nadciśnienie robocze. c) Czy przy niezmienionym przełożeniu 40 można jednym ruchem małego tłoka o 12 cm podnieść duży o 6 mm? Uzasadnij bilansem objętości i wyznacz potrzebny ruch wejściowy. W całym zadaniu pomijamy zmianę energii potencjalnej cieczy oraz różnicę hydrostatyczną między tłokami.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Wskazówka

Stosunek pól mnoży siłę, ale dzieli drogę. Do pracy użyj metrów; do ciśnienia przelicz cm² na m². W części c) zastanów się, czy mały tłok wypchnął wystarczającą objętość cieczy.

Rozwiązanie

1. Przełożenie wynika z pól

Stosunek S2/S1 = 160/4 = 40 jest bezwymiarowy. Nadciśnienie F/S ma być po obu stronach takie samo. Duży tłok może więc równoważyć 40 razy większą siłę niż przyłożona do małego:

F_2=75\cdot40=3000\ \mathrm{N}.

Nie jest to wypadkowa 3000 N przyspieszająca obciążenie. To równoważona siła obciążenia przy założeniach idealnej, powoli pracującej prasy.

2. Ta sama objętość wymusza mniejszą drogę

x_2=x_1\frac{S_1}{S_2}=\frac{12\ \mathrm{cm}}{40}=0{,}3\ \mathrm{cm}=3\ \mathrm{mm}.

Odpowiedź: duży tłok równoważy 3000 N i przesuwa się o 3 mm. Kontrola objętości: 4 cm² · 12 cm = 48 cm³ oraz 160 cm² · 0,3 cm = 48 cm³. Gdybyśmy pomnożyli również drogę przez 40, obie objętości nie byłyby równe.

3. Sprawdzamy energię i ciśnienie

Praca wejściowa wynosi 75 N · 0,12 m = 9 J. Praca wyjściowa wynosi 3000 N · 0,003 m = 9 J. Oba wyniki są równe; prasa nie zapewniła energii z samej różnicy pól.

Małe pole to 4 · 10−4 m². Nadciśnienie wynosi 75/(4 · 10−4) = 187 500 Pa = 187,5 kPa. Po dużej stronie 3000/0,016 daje tę samą wartość. Aby uzyskać ciśnienie bezwzględne, należałoby jeszcze dodać ciśnienie atmosferyczne, którego zadanie nie wymaga.

4. Dwukrotnie większy skok potrzebuje dwukrotnie większej objętości

Podniesienie o 6 mm wymaga 160 cm² · 0,6 cm = 96 cm³, a pojedynczy ruch 12 cm dostarcza tylko 48 cm³. To niemożliwe przy zachowanym modelu. Potrzebny ruch małego tłoka wynosi 40 · 6 mm = 240 mm = 24 cm. Siła może pozostać 75 N, ale praca wzrośnie do 18 J. Nie można jednocześnie zachować siły, skrócić wymaganej drogi i uzyskać tej samej pracy użytecznej.

Brakuje objętości, nie siły

W części c) zarówno dostępne 3000 N, jak i przełożenie są właściwe. Ograniczeniem jest skok. Po pierwszych 12 cm duży tłok podniósł się tylko o 3 mm, bo otrzymał 48 cm³ cieczy. Do kolejnych 3 mm potrzeba następnych 48 cm³. Samo mocniejsze naciskanie nie dostarczy brakującej objętości w modelu nieściśliwym. Podwojenie drogi małego tłoka dostarcza jej dokładnie tyle, ile potrzeba, i jednocześnie podwaja pracę z 9 do 18 J.

Mały tłok 4 cm² przy skoku 12 cm wypycha 48 cm³. Podniesienie tłoka 160 cm² o 6 mm wymaga 96 cm³ i skoku wejściowego 24 cm.
Długości pasków kodują objętości w jednej skali. Nie są rysunkiem wymiarów cylindrów. Kliknij rysunek, aby go powiększyć.

Powiązana teoria

Prawo Pascala. Prasa zwiększa siłę, ale nie energię

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.