תוֹכֶן
מערכות הידראוליות משתמשות בנוזל בלחץ כדי להעביר ולהגדיל כוחות. ניתן לבנות דגם פשוט של מפעיל הידראולי עם חומרים זמינים בקלות ולהשתמש בו כדי להדגים את עקרונות המערכות הללו. יתכן שראית מפעילים הידראוליים על ציוד בנייה או מכונות כבדות אחרות בצורת "אילים" גדולים - צילינדרים המתארכים ומתכווצים כדי לתמרן את האתים או הלהבים של המכונה. ניתן להשתמש במודל זה לתמיכה ביריד מדע או פרויקט כיתתי יחד עם פוסטר או נייר המסבירים כיצד הוא פועל, או פשוט כפעילות מהנה לעידוד הבנת הטכנולוגיה הנפוצה.
1. הכן את החומרים שלך
קבל מזרק 20 מ"ל, מזרק 100 מ"ל, קצת צינורות גומי ושמן צמחי. ניתן לרכוש את המזרקים ברוב בתי המרקחת ואילו צינורות הגומי זמינים בחנויות האקווריום. הסר את המחטים מהמזרקים. לא יהיה צורך במחטים לבניית הדגם.
2. מלא את המזרקים
מלאו את המזרקים למחצה מלאים בשמן צמחי. עשה זאת על ידי טבילת זרבובית המזרק לקערת שמן צמחי ומשוך לאט את הבוכנה עד שקנה המזרק מלא למחציתו בערך. וודא כי אין בועות בקנה המזרק, מכיוון שזה יכול להשפיע על פעולת הדגם. אם נוצרות בועות כשממלאים את המזרקים, דחפו את השמן מהזרק ונעשו מחדש את תהליך המילוי.
נגב את כל עודפי השמן בעזרת מגבת נייר ודחף את הבוכנות למטה מספיק רחוק כדי שלא יהיה אוויר בזרבובית של המזרקים.
3. חבר את הצינור
הכנס את הזרבובית של המזרק הגדול לקצה האחד של צינורות הגומי. אם אתם מתקשים להשיג את קצה הצינור על גבי חרירי המזרק, השקעו את קצות הצינור במים חמים למשך מספר דקות. זה ירחיב את צינורות הגומי וגם יהפוך אותו לרך יותר וניתן לניפוח יותר.
לחץ על הבוכנה של המזרקים הגדולים כלפי מטה עד ששמן כמעט מגיע לקצה הצינור, והשאיר סנטימטר לערך של צינורות ריק כדי שיהיה לך במה להיאחז. אל תדחף את הבוכנות למטה כאשר החדרת חרירי המזרקים לתוך הצינור או שמן עשוי להידחף מהמזרקים, מה שיוצר די בלגן.
כעת חבר את הקצה החופשי של הצינור לזרבובית של המזרק הקטן באותה צורה.
4. בדוק את המערכת ההידראולית הפשוטה שלך
הפעל את הדגם שהושלם על ידי לחיצה על הבוכנה האחת או השנייה. הבוכנה האחרת תתרומם. כשאתה דוחף מטה את הבוכנה של המזרק הקטן יותר, הבוכנה של הגדולה יותר תתרומם במרחק קטן יותר אך בעוצמה רבה יותר. מכיוון שקנה הקוטר שלו קוטר גדול יותר ולכן נפח גדול יותר, הנוזל (הבלתי דחוס) מזיז את הבוכנה שלו למרחק קטן יותר. אך מכיוון שהוא עובר מרחק קטן יותר הוא מייצר כוח גדול יותר. זהו "יתרון מכני", בדומה לאופן משיכת חבל הגלגלת בכוח קטן למרחק גדול יכולה להרים משקל גדול למרחק קטן.