Los sistemas hidráulicos usan líquido presurizado para transmitir y magnificar las fuerzas. Un modelo simple de un actuador hidráulico puede construirse con materiales fácilmente disponibles y utilizarse para demostrar los principios de tales sistemas. Es posible que haya visto actuadores hidráulicos en el equipo de construcción u otra maquinaria pesada en forma de grandes "arietes": cilindros que se extienden y se contraen para manipular las palas o cuchillas de la máquina. Este modelo se puede utilizar para apoyar una feria de ciencias o un proyecto de clase junto con un póster o un documento explicando cómo funciona, o simplemente como una actividad divertida para estimular la comprensión de una tecnología común.
1. Prepare sus materiales
Obtenga una jeringa de 20 ml, una jeringa de 100 ml, un tubo de goma y aceite vegetal. Las jeringas se pueden comprar en la mayoría de las farmacias, mientras que las de goma están disponibles en las tiendas de acuarios. Retire las agujas de las jeringas. Las agujas no serán necesarias para la construcción del modelo.
2. Llene las jeringas
Llene las jeringas hasta la mitad con aceite vegetal. Haga esto sumergiendo la boquilla de la jeringa en un tazón de aceite vegetal y tirando lentamente del émbolo hasta que el barril de la jeringa esté aproximadamente medio lleno. Asegúrese de que no haya burbujas en el cilindro de la jeringa, ya que esto puede afectar el funcionamiento del modelo. Si se forman burbujas cuando llena las jeringas, saque el aceite de la jeringa y vuelva a realizar el proceso de llenado.
Limpie el exceso de aceite con una toalla de papel y empuje los émbolos hacia abajo lo suficiente para que quede no hay aire en la boquilla de las jeringas.
3. Conecte la tubería
Inserte la boquilla de la jeringa más grande en un extremo de la tubería de goma. Si tiene dificultades para colocar el extremo de la tubería sobre las toberas de la jeringa, sumerja los extremos de la tubería en agua caliente durante unos minutos. Esto expandirá el tubo de goma y también lo hará más suave y maleable.
Empuje hacia abajo el émbolo de la jeringa grande hasta que el aceite llegue casi al final de la tubería, dejando solo un centímetro o más de tubería vacía para que pueda tener algo a lo que aferrarse. No presione hacia abajo los émbolos cuando inserte las boquillas de las jeringas en el tubo o si sale aceite de las jeringas, lo que crea un gran desorden.
Ahora conecte el extremo libre del tubo a la boquilla. de la jeringa más pequeña de la misma manera.
4. Pruebe su sistema hidráulico simple
Opere el modelo completo presionando hacia abajo uno u otro émbolo. El otro émbolo se levantará. Cuando empuja hacia abajo el émbolo de la jeringa más pequeña, el émbolo del más grande se elevará a una distancia menor pero con mayor fuerza. Debido a que su cañón tiene un diámetro mayor y, por lo tanto, un volumen mayor, el fluido (incompresible) mueve su émbolo a una distancia menor. Pero debido a que se mueve a una distancia menor, genera una fuerza mayor. Esta es una "ventaja mecánica", similar a cómo tirar de la cuerda de una polea con poca fuerza para una gran distancia puede levantar un gran peso a una distancia pequeña.
Advertencia
Tenga cuidado de no pincharte con las agujas desechadas; son extremadamente agudos.
