Само по себе слово "гидравлика" обозначает примерно следующее: наука о жидкости и ее практическое применение в жизнедеятельности человека. Если рассмотреть слово гидравлика внимательнее, получим следующее в переводе с древнегреческого: ὑδραυλικός — водяной; ὕδωρ — вода αὐλός — трубка. Отсюда становится ясно, что сама по себе гидравлика как что-то, пока нам не совсем понятное, применяется в технической сфере по средству "воды в трубках". Поговорим именно о технической сфере.
И так, все кто учился в школах и бывал на уроках физики в 7 классе уже отчасти знаком с основными понятиями гидравлики. А те у кого были дела поважнее физики в 7 классе может сейчас восполнить пробелы в своих знаниях. Как говорилось выше, гидравлика в "техническом" понимании, как бы из себя представляет систему "воды в трубках", и ясно представлена в сообщающемся сосуде ниже:
Закон Паскаля гласит, что давление, производимое на жидкость или газ (об газе поговорим в отдельной статье), передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Простыми словами, если перед вами будет реальный сосуд как на рисунке выше и Вы надавите на поршень (S2) силой (совсем просто выражаясь) в пол своего веса, то на выходе, поршне (S1), условно, вы получите усилие в две половины вашего веса! (расписано все просто и не корректно, но для начального понимания общего принципа самое то).
Почему вообще такое возможно? Все просто, дело в основном свойстве жидкости, а именно в ее несжимаемости. То есть, если поршни, указанные выше, плотно прилегают к стенкам сосуда, то при надавливании на один из них (возьмем поршень S2) с определенной силой, поршень S1 в силу возросшего давления в сосуде (по средству приложения усилия к поршню S2) начнет подниматься вверх с большим усилием, нежели приложенное усилие опускания к поршню S2. Сила на поршне S1 будет больше, потому что его диаметр больше чем у S2.
Все это возможно на основании закона Паскаля: давление, производимое на жидкость передается в любую точку без изменений во всех направлениях. То есть, если подвижная поверхность, как в нашем случае поршень 1 имеет больший диаметр, и как следствие большую площадь на которую будет направлено давление, усилие которое оно обеспечит будет больше нежели мы сообщили поршню 2.
Ниже для лучшего понимания приведен рисунок, на котором условно нарисованы квадратики в кругах разного диаметра, и логично, что в более крупном круге их умещается больше. Ровно так же и работает давление в нашем сосуде выше. На меньшем круге (поршне) условно мы приложили усилие в 4 единицы а на большем получили уже 8 единиц, т.к. площадь, на которое давление равномерно распространилась у поршня 1 больше (80>40). Ровно так же работает все и в обратном направлении. Если приложить усилие к большему поршню то на маленьком поршне мы получим уже значение меньше приложенного. Потому что на поршне 2 давление жидкости "расположиться" как бы на меньшем пространстве (диамтр 40 мм), следовательно и выходное усилие меньше. Не забываем что все это справедливо для сосуда в котором поршни плотно прилегают к стенкам и не дают воде вытечь через неплотности соединения. Тогда жидкость в силу своих свойств будет вынуждена совершать полезную для нас работу.
В данной статье не будет формул дабы никого не пугать. Разве что одна основная: P = F/S; где P - давление; F - сила; S - площадь поршня. Давление равняется силе деленной на площадь ее приложения.
Если кратко, то гидравлика в технике, как вы уже поняли нужна для выигрыша в силе за счет энергии жидкости. Причем сила, которую способна развивать гидравлика довольна внушительна ( до многих десятков тонн)
Мы продолжим знакомство с гидравликой в других статьях что бы не перегружаться информацией. Всем добра:)