Здесь небольшая сила, приложенная к малому по площади поршню насоса, создает в жидкости высокое давление. Оно действует на поршень, площадь которого может быть во много раз больше, создавая на нем очень большую силу.
Изобретателем гидравлического пресса был сын фермера Джозеф Брама. Сегодня гидравлические прессы развивают усилия в десятки тысяч тонн. С их помощью формуют изделия типа орудийных башен линкоров или крышек ядерных реакторов. В каждой школе есть гидравлический пресс, с помощью которого можно очень эффектно раздавить кирпич. Как правило, эти прессы бездействуют, так как требуют ухода, а мало какому учителю (даже мужчине, не говоря уж о женщинах) захочется по уши испачкаться в машинном масле, которым пресс наполнен.
Но даже если пресс у вас в школе не работает — не беда. До известной степени принцип его действия — получение большой силы за счет малого давления, действующего по большой площади, — можно показать иначе (рис. 4).
Присоедините к шлангу при помощи скотча большой пластиковый пакет. Положите на него кусок фанеры, на которую поставьте ученика потяжелее. Пусть доброволец начнет надувать мешок через шланг. Через полминуты класс с восторгом увидит, как «груз» начинает подниматься. Пойдем далее.
Для создания в гидравлическом прессе высокого давления поршень насоса заменяют стержнем-плунжером. Чем меньше его диаметр, тем большее давление, прикладывая малую силу, можно создать в жидкости. В идеале хорошо бы сделать плунжер толщиной с иголку, но тогда под действием внешней толкающей силы он начинает гнуться.
Вот если бы плунжер можно было не толкать, а тянуть…
Возможно ли это? Да, внутри главного цилиндра пресса разместили катушку и стали на нее наматывать тонкую проволоку. Объем мотка проволоки возрастал, вытесняя масло, которое в свою очередь перемещало поршень.
Соедините два шприца тонкой пластиковой трубочкой от прыгалок и заполните их водой. Нажатием на поршень одного шприца вы заставите двигаться поршень другого. Если поршни разные — это модель гидропресса. Но это к тому же модель простейшей гидравлической передачи (рис. 5).
При помощи гидропередач отклоняются рули самолетов и ракет, вращаются колеса автомобилей, движутся ковши экскаваторов, резцы станков, нацеливают на звезды телескопы… Жаль, в школьной программе не нашлось для них места. Не без стеснения упомянем, что изобретатель гидропресса Брама изобрел также унитаз с водяным затвором. Это же устройство, основанное на законе сообщающихся сосудов, установлено на каждой раковине или ванне. Сегодня демонстрацию сообщающихся сосудов можно показывать при помощи наполненного подкрашенной водой шланга из прозрачного пластика.
Создатель ТРИЗа (теории решения изобретательских задач) А. Альтшуллер дает в своей книге задачу.
Как провести строго на одном уровне две черты по разные стороны толстой глухой стены? Рентгеновские лучи или лазеры исключаются.
Все просто. Нужно воспользоваться законом сообщающихся сосудов, в которых жидкость всегда находится на одном уровне. В качестве такого сосуда можно взять наполненный водой шланг нужной длины.
Однако стоит сказать, что жидкость в сообщающихся сосудах не всегда находится на одном уровне. Если в коленах сосуда налита жидкость различной плотности, то уровень более легкой будет выше. Это может случится, даже если в обоих коленах вода. Стоит ввести в одно из колен трубочку и подуть в нее, тотчас же образуется смесь воды и воздуха с меньшей плотностью, чем у воды. Эту смесь тут же поднимет вода из другого колена (рис. 6).
На таком принципе работает «эрлифт» — устройство для выкачивания воды из глубоких скважин (рис. 7).
Вероятно, и вам могут прийти в голову новые идеи опытов по всем этим темам. В таком случае поделитесь с нами. Мы их с радостью опубликуем.
А.ИЛЬИН
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Чтобы людей не смешить
Кто не потешался над героем романа «Двенадцать стульев», оказавшимся голышом над лестничной площадке! Однако и сегодня попасть в подобную ситуацию вовсе не смешно, тем более что в городских квартирах все чаще устанавливают стальные двери.
Обычно, чтобы дверь не захлопывалась сама, у дверных замков с подпружиненной защелкой имеется предохранитель — он фиксирует защелку в оттянутом, нерабочем положении. Единственное, что требуется от жильца, на минутку выходящего за дверь, это поставить замок на предохранитель. Вся беда в том, что об этом второпях часто забывают.