Les systèmes hydrauliques utilisent du liquide sous pression pour transmettre et grossir les forces. Un modèle simple d'un actionneur hydraulique peut être construit avec des matériaux facilement disponibles et utilisé pour démontrer les principes de tels systèmes. Vous avez peut-être vu des actionneurs hydrauliques sur des engins de chantier ou d'autres machines lourdes sous la forme de grands "vérins" - des vérins qui s'étendent et se contractent pour manipuler les pelles ou les lames de la machine. Ce modèle peut être utilisé à l'appui d'une foire scientifique ou d'un projet de classe avec une affiche ou un document expliquant comment il fonctionne, ou simplement comme une activité amusante pour stimuler la compréhension d'une technologie commune.
1. Préparez votre matériel
Obtenez une seringue de 20 ml, une seringue de 100 ml, des tubes en caoutchouc et de l'huile végétale. Les seringues peuvent être achetées dans la plupart des pharmacies, tandis que les tubes en caoutchouc sont disponibles dans les magasins d'aquariums. Retirez les aiguilles des seringues. Les aiguilles ne seront pas nécessaires pour la construction du modèle.
2. Remplir les seringues
Remplir les seringues à moitié avec de l'huile végétale. Pour ce faire, tremper la buse de la seringue dans un bol d'huile végétale et lentement en tirant le piston jusqu'à ce que le canon de la seringue est à moitié plein. Assurez-vous qu'il n'y a pas de bulles dans le cylindre de la seringue, car cela peut affecter le fonctionnement du modèle. Si des bulles se forment lorsque vous remplissez les seringues, expulsez l'huile de la seringue et refaites le processus de remplissage.
Essuyez tout excès d'huile avec une serviette en papier et poussez les pistons vers le bas juste assez loin pour qu'il y ait pas d'air dans la buse des seringues.
3. Fixez la tubulure
Insérez la buse de la plus grande seringue dans une extrémité du tube en caoutchouc. Si vous avez du mal à faire passer l'extrémité de la tubulure par-dessus les buses de la seringue, immergez les extrémités de la tubulure dans de l'eau chaude pendant quelques minutes. Cela va dilater le tube en caoutchouc et le rendre aussi plus souple et plus malléable.
Poussez sur le piston de la grande seringue jusqu'à ce que l'huile atteigne presque l'extrémité du tube, laissant juste un centimètre de tuyau vide avoir quelque chose à retenir. Ne poussez pas sur les plongeurs lorsque vous insérez les embouts des seringues dans la tubulure, sinon de l'huile peut sortir des seringues et créer un désordre.
Maintenant, attachez l'extrémité libre de la tubulure à la buse de la seringue plus petite de la même manière.
4. Testez votre système hydraulique simple
Faites fonctionner le modèle terminé en appuyant sur l'un ou l'autre piston. L'autre piston va se lever. Lorsque vous poussez le piston de la seringue la plus petite, le piston du plus grand pousse plus petit mais avec plus de force. Parce que son canon a un plus grand diamètre et donc un plus grand volume, le fluide (incompressible) déplace son piston sur une plus petite distance. Mais parce qu'il se déplace sur une plus petite distance, il génère une force plus grande. C'est un «avantage mécanique», semblable à la façon dont tirer une corde avec une petite force sur une grande distance peut soulever un poids important sur une petite distance.
Avertissement
Attention à ne pas piquez-vous avec les aiguilles jetées; ils sont extrêmement pointus.
