千斤顶为什么“力大无穷”

生活中我们能够接触到的各种各样的千斤顶,主要有齿条千斤顶,螺旋千斤顶,液压千斤顶等类别。那么,不同种类千斤顶的“举重”原理又有何不同呢?接下来我们将逐一介绍一下。

首先是齿条千斤顶,原理图如下所示。齿条千斤顶是纯粹的机械式千斤顶。从它长长的摇柄不难看出,它省力是因为杠杆原理。这和辘轳省力的原理是一样的。

接下来是螺旋千斤顶,它也利用的是杠杆原理。和上面的齿条千斤顶一样,这种千斤顶之所以省力是因为配套的摇杆比较长,它的内在机制简单来说就是力的传送。

不管是齿条千斤顶还是螺旋千斤顶,它们本质上都是一种力的传动系统,实际使用起来并不是很省力。而最省力千斤顶应该就是液压千斤顶了。对于液压千斤顶,大家多多少少应该用过,或至少应该见过。这种千斤顶似乎是力大无穷的,好像能举起任何重物。

从上方的千斤顶原理图中可以看出,液压千斤顶其实就是一个液压系统。接下来笔者就来简单介绍一下液压千斤顶举起重物的理论依据——帕斯卡原理。

帕斯卡原理简单地说,就是在液压系统中一个活塞上施加一定的压力,这个活塞表面压强的增加必将在另一个活塞上产生相同的压强增量,用公式表示就是:

(F表示活塞表面的压力,A表示活塞的面积)。

有了帕斯卡原理,我们就可以很容易地理解液压千斤顶的工作原理了。

上图为一般液压千斤顶的工作原理图,看起来有些复杂。简化后的原理图如下所示:

非对称U型管示意图

简单来说,液压千斤顶其实就是一个不对称的U型管。我们可以根据高中物理知识,来理解液压千斤顶“举重若轻”的原因。

如上图所示,当这个U型管里面充满液体时,两边的液面应该是持平的,因为两边所受的大气压强相等。此时,如果向左边的管子施加压一个压力,管子的压强会增加,右边的水面也会相应地上升一定的高度,这样两边的压强才会再次相等,且这种现象和两边水管的粗细并没有关系。

不过省力的千斤顶用起来可不一定省时,因为小活塞下降与大活塞上升的高度和两个活塞的面积是成反比的——活塞面积越小,需要上升或下降的高度越大。因此,千斤顶的大面积比同时也意味着按压小活塞的次数的增多。

日常生活中不管是使用上面的哪一种类型的千斤顶提升重物,你可能都会觉得省了好多力气,但其实这样说只说对了一半。意思就是,虽然使用它们确实比不使用要省力,但是你耗费的总能量却没有变。拿液压千斤顶来说,按压一次小活塞确实很省力,但是要升起重物,我们需要反复按压好多次,因而所需输出的总能量并没有变,能量前前后后都是守恒的。

进一步地说,生活中的各种省力器材,包括千斤顶、动轮滑、斜面、杠杆等等,都是省力不省功的。使用它们并不会使你获得额外的力量,在某种程度上它们只是采用了“分而治之”的策略,让你成功实现给看似不可能抬起来的重物做功。

THE END
0.液压千斤顶原理动图图1 液压千斤顶工作原理 2.泵压油和重物举升过程 当压下杠杆手柄l时,带动小活塞下移,泵体2中的小油腔工作容积减小,便把其中的油液挤出,推开排油单向阀3(此时吸油单向阀4自动关闭了通往油箱的油路),油液便经油管进入液压缸(油腔)11,由于液压缸(油腔)11也是一个密封的工作容积,所以进入的油液因受挤压而产jvzq<84yyy4489iqe0ipo8hqpvkov8721372;87314=72<
1.机械原理千斤顶的工作原理有好几种,在工作中应用很多液压千斤顶的原理 在平衡的系统中,比较小的活塞上面施加的压力比较小,而大的活塞上施加的压力也比较大,这样能够保持液体的静止。所以通过液体的传递,可以得到不同端上的不同的压力,这样就可以达到一个变换的目的。 我们通过一个短片来看一下液压千斤顶的工作原理: 视频时长01:00,请在WIFI下观看 机械式千斤顶 机械千斤顶以往复扳动手柄,jvzquC41yy}/uqfpi{kykwjk0ipo8ftvkimg8954791;7mvon
2.液压千斤顶的工作原理是什么(液压千斤顶的工作原理是什么意思液压千斤顶的工作原理基于压力传递的原理。当一个活塞受到力的作用时,它会压缩液体并推动液体进入连接管道。然后,液压千斤顶的另一个活塞就会收到液体的推力,从而使其向上移动。 换言之,液压千斤顶利用一个活塞压缩液体并传递压力到另一个活塞,从而加大了力的作用面积,使其能够承受更多的重量和压力。 jvzquC41o0724niw0eun1slzz18:49>90jznn
3.电动千斤顶的工作原理是什么电动千斤顶的工作原理不是单纯依靠电力传动,而是在传统的液压传动和螺旋传动基础上,结合电力驱动技术。 液压传动基于帕斯卡原理,液体在封闭系统中压强一致,能通过液体传递压力,在不同端获得不同压力实现力的变换。电动液压千斤顶利用这一原理,电力驱动液体流动产生推力。 jvzquC41yy}/rlfwvq4dqv3ep1pyym4688706?;398;50qyon
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