Prinsip Pascal
Apabila anda memicit satu bendalir tertutup, tekanan yang anda cipta menolak keluar sama rata ke setiap arah, bukan hanya tempat anda memicitnya. Itu bermakna satu daya kecil pada satu omboh kecil boleh menjadi satu daya besar pada satu omboh besar -- asas mesin hidraulik.
Formula
F₂ / F₁ = A₂ / A₁
- F₁ — daya input (N): daya ditolak ke bawah pada omboh kecil
- A₁ — luas input (m²): luas omboh kecil
- F₂ — daya output (N): daya yang dihasilkan pada omboh besar
- A₂ — luas output (m²): luas omboh besar
Contoh penyelesaian
Satu angkat hidraulik mempunyai omboh kecil berluas 0.01 meter padu dan omboh besar berluas 0.1 meter padu. Jika anda menolak omboh kecil dengan 10 newton, berapa daya muncul di omboh besar?
- F₁ = 10 N
- A₁ = 0.01 m²
- A₂ = 0.1 m²
- F₂ = F₁ · (A₂ / A₁)
- F₂ = 10 N · (0.1 m² / 0.01 m²)
F₂ = 100 N
Uji diri anda
Menggunakan angkat yang sama, jika anda menolak omboh kecil dengan 20 N sebaliknya, berapa daya muncul di omboh besar?
- Jawapan betul: 200 N
- 20 N
- 2000 N
Betul! Nisbah luas masih sepuluh, jadi dua puluh newton darab sepuluh memberi dua ratus newton.
Untuk mengangkat satu kereta berat menggunakan angkat hidraulik ini, omboh yang mana patut anda tolak untuk menggunakan daya paling kurang?
- Omboh besar, kerana ia mempunyai 10 kali luas
- Jawapan betul: Omboh kecil, kerana ia memerlukan daya input kurang
- Mana-mana omboh -- tiada beza
Tepat! Menolak omboh kecil mengambil daya kurang, dan tekanan dihantar untuk mencipta daya jauh lebih besar pada omboh besar.
Di mana anda melihat ini
Satu angkat kereta hidraulik di bengkel pembaikan ialah hukum ini dengan cat di atasnya: mekanik menolak satu omboh kecil dengan daya sederhana, minyak tertutup membawa tekanan itu, dan satu omboh besar mengangkat kereta. Brek hidraulik kereta bekerja dengan cara yang sama di bawah pedal anda.
Kesilapan biasa
Mudah membayangkan bendalir menolak kebanyakannya ke arah anda memicitnya -- bendalir tertutup menghantar tekanan sama rata ke setiap arah, jadi output bergantung hanya pada luas omboh output. Dan tiada sihir: daya didarabkan, tetapi jarak omboh besar bergerak disekurangkan dengan faktor yang sama -- tenaga tetap dikekalkan.
Bagaimana ia bersambung
Ini terus membina atas tekanan hidrostatik -- konsep tekanan yang sama, kini diterapkan pada bendalir tertutup yang seseorang aktif memicit dan bukannya bendalir yang duduk dalam medan graviti. Pertukaran yang dibuat hukum itu, daya didarabkan sementara jarak mengecil, ialah keabadian tenaga muncul dalam hidraulik: F₂ / F₁ = A₂ / A₁ ialah hukum tuas dinyatakan semula bagi bendalir.