Torchio idraulico

Particolarità del torchio idraulico

Detto anche leva idraulica, il torchio idraulico moltiplica la forza, come accade anche nello schiaccianoci.

Anziché usare un sistema meccanico, si basa sull'idraulica, sfruttando il principio di pascal.

A fronte di una piccola forza applicata sul pistone di diametro minore, permette di ottenere una forza maggiore sul pistone più grande.

L'aumento, o meglio "la moltiplicazione" della forza è direttamente proporzionale al rapporto tra le aree dei pistoni: se quello grande ha un'area 30 volte maggiore di quello piccolo, si otterrà una forza 30 volte maggiore di quella applicata.

Il rapporto tra le aree dei pistoni determina anche il fatto che le corse dei due pistoni siano invece inversamente proporzionali alle aree stesse che quindi, ad esempio, nei sollevatori idraulici siano necessarie molte corse del pistone piccolo per ottenere la corsa di sollevamento richiesta del pistone grande.

 

Dal punto di vista del lavoro L [J],

l'energia si conserva.

 

L = Fs (lavoro uguale forza per spostamento)

Nel cilindro 1 (quello piccolo) si ha una corsa maggiore con forza minore, mentre nel cilindro 2 si ha una corsa minore con una forza maggiore; il prodotto Fs rimane invariato.

F1s1 = L = F2s2

Dove però F1 > F2 e s1 < s2

Formulario del torchio idraulico

1 -> cilindro 1 (quello piccolo)

2 -> cilindro 2 (quello grande)

 

Per le forze: 

A1/A2 = F1/F2

dove A è l'area [cm2] ed F è la forza [N]

quindi (formula inversa): 

F2 = F2 A2/A1

 

Per le corse: 

A1/A2 = c2/c1

dove A è l'area [cm2] e c è la corsa [mm]

quindi (formula inversa):

c2 = c1 A1/A2

Nota: le unità di misura non sono quelle previste dal SI, ma sono pratiche per noi e non modificano il concetto.

Esempio, proposta esercizio

Dato un cilindro piccolo, cilindro 1, avente area

A1 = 5 cm2

ed applicata una forza sul suo pistone 1

F1 = 30N,

determinare la forza che si ottiene dal pistone 2, 

F2 = ?

nel cilindro grande, cilindro 2, avente area

A2 = 50 cm2.

La corsa del pistone piccolo è

c1 = 120 mm,

determinare la corsa del pistone grande

c2.

Per il quaderno

Torchio idraulico - fondamenti e formula
Documento Adobe Acrobat 51.0 KB

Proposta di esercizio senza la soluzione, ma con indicazioni sulla modalità di svolgimento.

Esercizio Torchio idraulico sollevatore
Documento Adobe Acrobat 42.5 KB

Video che tocca anche il tema del torchio idraulico. Rapporti tra aree, forze e corse.