I sistemi idraulici utilizzano liquidi pressurizzati per trasmettere e amplificare le forze. Un semplice modello di attuatore idraulico può essere costruito con materiali facilmente disponibili e utilizzato per dimostrare i principi di tali sistemi. Potreste aver visto attuatori idraulici su macchine edili o altri macchinari pesanti sotto forma di grandi "arieti": cilindri che si estendono e si contraggono per manipolare le pale o le lame della macchina. Questo modello può essere utilizzato a supporto di un progetto scientifico o di classe insieme a un poster o un documento che spiega come funziona, o semplicemente come un'attività divertente per stimolare la comprensione di una tecnologia comune.
1. Prepara i tuoi materiali
Prendi una siringa da 20 ml, una siringa da 100 ml, un tubetto di gomma e olio vegetale. Le siringhe possono essere acquistate presso la maggior parte delle farmacie, mentre i tubi di gomma sono disponibili nei negozi di acquari. Rimuovere gli aghi dalle siringhe. Gli aghi non saranno necessari per la costruzione del modello.
2. Riempi le siringhe
Riempi le siringhe mezzo pieno con olio vegetale. Fai questo immergendo l'ugello della siringa in una ciotola di olio vegetale e tirando lentamente lo stantuffo fino a quando la canna della siringa è circa mezzo pieno. Assicurarsi che non ci siano bolle nella canna della siringa, in quanto ciò può influire sul funzionamento del modello. Se si formano delle bolle quando si riempiono le siringhe, spingere fuori l'olio dalla siringa e ripetere il processo di riempimento.
Pulire l'eccesso di olio con un tovagliolo di carta e spingere gli stantuffi verso il basso quanto basta affinché ci sia assenza di aria nell'ugello delle siringhe.
3. Fissare il tubo
Inserire l'ugello della siringa più grande in un'estremità del tubo di gomma. Se hai difficoltà a ottenere la fine del tubo per adattarsi sopra gli ugelli della siringa, immergere le estremità del tubo in acqua calda per alcuni minuti. Questo espanderà il tubo di gomma e lo renderà più morbido e malleabile.
Spingi lo stantuffo della grande siringa finché l'olio non raggiunge quasi la fine del tubo, lasciando solo un centimetro di tubo vuoto in modo che tu possa avere qualcosa su cui aggrapparsi Non spingere verso il basso gli stantuffi quando si inseriscono gli ugelli delle siringhe nel tubo o l'olio può essere espulso dalle siringhe, creando un pasticcio.
Ora collega l'estremità libera del tubo all'ugello della siringa più piccola allo stesso modo.
4. Prova il tuo sistema idraulico semplice
Utilizza il modello completato spingendo verso il basso uno o l'altro stantuffo. L'altro stantuffo si alzerà. Quando spingi verso il basso lo stantuffo della siringa più piccola, lo stantuffo di quello più grande si solleverà di una distanza minore ma con una forza maggiore. Poiché la sua canna ha un diametro maggiore e quindi un volume maggiore, il fluido (incomprimibile) muove il suo stantuffo attraverso una distanza minore. Ma poiché si sposta su una distanza minore, genera una forza maggiore. Questo è un "vantaggio meccanico", simile al modo in cui tirare la corda di una puleggia con una piccola forza per una grande distanza può sollevare un grande peso a una piccola distanza.
Avviso
Fai attenzione a non pungerti con gli aghi scartati; sono estremamente nitidi.
