Dalam sistem hidraulik, tekanan yang sama wujud di seluruh cecair yang tertutup, jadi F₁ ÷ A₁ = F₂ ÷ A₂. Daya pada omboh besar ialah daya pada omboh kecil didarab dengan nisbah luas.
Pelajaran ini sebahagian daripada topik daya dan tekanan. Ia memakai P = F ÷ A daripada mengira tekanan daripada daya dan luas.
Apa yang perlu dibaca pada jadual?
Kenal pasti dahulu luas setiap omboh dan unitnya. Kemudian lihat setiap bacaan daya masukan dan daya keluaran, dan kira nisbah F₂ ÷ F₁ bagi setiap baris.
Jika nisbah itu sama dengan A₂ ÷ A₁ pada setiap baris, data sepadan dengan prinsip Pascal.
Contoh berlatih: jadual data rekaan
Sebuah jek hidraulik rekaan mempunyai omboh kecil berluas 2 cm² dan omboh besar berluas 50 cm².
| Bacaan | Daya masukan F₁ (N) | Daya keluaran F₂ (N) |
|---|---|---|
| 1 | 10 | 250 |
| 2 | 20 | 500 |
| 3 | 40 | 900 |
Langkah 1: cari nisbah luas. A₂ ÷ A₁ = 50 ÷ 2 = 25. Kedua-dua luas dalam cm², jadi tidak perlu ditukar kerana nisbah tidak bergantung pada unit.
Langkah 2: ramalkan daya keluaran dengan F₂ = 25 × F₁.
Bacaan 1 memberi 25 × 10 = 250 N dan bacaan 2 memberi 25 × 20 = 500 N. Bacaan 3 memberi 25 × 40 = 1 000 N.
Langkah 3: bandingkan. Bacaan 1 dan 2 sepadan dengan ramalan. Bacaan 3 ialah 900 N, iaitu 100 N lebih rendah daripada 1 000 N.
Langkah 4: terangkan. Daya keluaran yang lebih rendah mungkin disebabkan oleh geseran antara omboh dengan silinder, kebocoran kecil, atau gelembung udara yang termampat dalam cecair. Jawapan yang baik menamakan satu sebab yang boleh diuji, dan tidak hanya menulis “ralat”.
Kesilapan yang menghilangkan markah
Slip yang kerap ialah membalikkan nisbah: F₂ = F₁ ÷ 25 = 0.4 N bagi bacaan 1. Nilai itu bermakna sistem mengecilkan daya, yang bertentangan dengan fungsi jek.
Satu lagi slip ialah menganggap omboh besar bergerak sejauh omboh kecil. Isi padu cecair yang ditolak ialah sama, jadi jika omboh kecil bergerak 25 cm, omboh besar hanya bergerak 25 ÷ 25 = 1 cm.
Semak kemunasabahan: sistem hidraulik membesarkan daya, dan mengorbankan jarak. Jika jawapan anda mengecilkan daya, nisbah telah terbalik.
Mengapa tenaga tidak bertambah?
Daya besar pada omboh besar tidak bermakna kerja bertambah. Kerja = daya × jarak. Omboh kecil menggunakan 10 N dalam jarak 25 cm, iaitu 2.5 J, dan omboh besar memberi 250 N dalam jarak 1 cm, iaitu 2.5 J.
Jumlah kerja sama dalam keadaan ideal. Hanya cara tenaga itu disebarkan yang berubah.
Semak sendiri
Sebuah sistem hidraulik rekaan mempunyai omboh kecil berluas 5 cm² dan omboh besar berluas 125 cm². Daya masukan ialah 24 N. Cari daya keluaran dan jarak omboh besar bergerak jika omboh kecil bergerak 50 cm.
Jawapan
Nisbah luas = 125 ÷ 5 = 25. Daya keluaran = 24 × 25 = 600 N.
Jarak omboh besar = 50 ÷ 25 = 2 cm.
Semak kerja: 24 × 0.50 = 12 J pada omboh kecil, dan 600 × 0.02 = 12 J pada omboh besar, jadi ia sepadan.
Apa yang dipelajari seterusnya
Uji semua pelajaran dalam latihan daya dan tekanan. Jika pelajaran membandingkan graf dan jadual masih sukar, cuba makmal bukti graf dan perbandingan adil (Bahasa Inggeris).
Jika anda mahu seorang guru menyemak cara anda menulis hubungan hidraulik, lihat tuisyen Sains dalam talian secara satu lawan satu.