W siłownikach pneumatycznych i hydraulicznych ciśnienie czynnika działające na powierzchnię tłoka powoduje powstanie siły. Zależność jest liniowa i wynika bezpośrednio z definicji ciśnienia:
p = F / S, więc po przekształceniu otrzymujemy F = p · S.
W zadaniu dane są:
- pole przekroju tłoka: S = 0,003 m²,
- ciśnienie czynnika: p = 2 MPa.
Krok 1: konwersja jednostek ciśnienia do układu SI (Pa).
Przedrostek "mega" oznacza 106, dlatego:
2 MPa = 2 · 106 Pa.
Krok 2: obliczenie siły w niutonach:
F = p · S = (2 · 106 Pa) · (0,003 m²)
F = 2 · 106 · 3 · 10-3 N = 6 · 103 N
czyli F = 6000 N.
Krok 3: zamiana N na kN (przedrostek "kilo" oznacza 103):
6000 N = 6 kN.
Dlatego odpowiedź "6 kN" jest poprawna.
Pozostałe odpowiedzi są błędne typowo z powodu pomyłek w skali:
- "2 kN" odpowiada sytuacji, jakby użyto mniejszego pola lub błędnie przeliczono dane; to zaniżenie wyniku o czynnik 3.
- "9 kN" może wynikać z przypadkowego podstawienia 0,0045 m² lub błędu rachunkowego; nie zgadza się z proporcją F ∝ S.
- "12 kN" to wynik 2× większy od poprawnego, często spotykany przy nieuwadze w mnożeniu lub błędnym odczycie pola.
Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu sprawdź jednostki. Pa·m² daje N, a potem łatwo przejść na kN przez podzielenie przez 1000.
