Давление — Задание Физика 8 Класс №00050685

Здесь два механизма друг за другом. Сначала рукоятка-рычаг увеличивает силу руки и передаёт её штоку малого поршня. Потом масло по закону Паскаля передаёт давление под большой поршень, и сила вырастает ещё раз.

Рычаг. Ось на конце рукоятки, рука на расстоянии $50\text{ см}$ от оси, шток — на расстоянии $5\text{ см}$. По правилу равновесия рычага $F_1 l_1 = F_2 l_2$:

$$40\cdot 50 = F_{\text{ш}}\cdot 5,\qquad F_{\text{ш}} = \dfrac{2000}{5} = 400\text{ Н}.$$

Плечи здесь можно оставить в сантиметрах: в обеих частях равенства они стоят в одних единицах.

Пресс. Шток давит на малый поршень площадью $2\text{ см}^2 = 0{,}0002\text{ м}^2$, давление в масле:

$$p = \dfrac{400}{0{,}0002} = 2\,000\,000\text{ Па}.$$

По закону Паскаля такое же давление и под большим поршнем, его площадь $80\text{ см}^2 = 0{,}008\text{ м}^2$:

$$F = pS = 2\,000\,000\cdot 0{,}008 = 16\,000\text{ Н} = 16\text{ кН}.$$

Проверим себя через выигрыши в силе. Рычаг даёт выигрыш в $50 : 5 = 10$ раз, пресс — в $80 : 2 = 40$ раз. Вместе $10\cdot 40 = 400$ раз, и $40\cdot 400 = 16\,000\text{ Н}$. Сошлось. Смотри, как два простых механизма вместе превращают усилие руки в силу, которой можно сплющить металл.