Prasa hydrauliczna działa na zasadzie prawa Pascala: przy założeniu idealnym (brak strat, ciecz nieściśliwa) ciśnienie wywierane na ciecz w zamkniętym układzie rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach.
Ciśnienie definiujemy jako:
p = F / A
W prasie z dwoma tłokami to samo ciśnienie występuje pod mniejszym i większym tłokiem, więc:
F1/A1 = F2/A2
Z treści wynika, że A2 = 10·A1. Podstawiając do zależności:
F1/A1 = F2/(10·A1)
Po przekształceniu (mnożymy obie strony przez 10·A1):
F2 = 10·F1
Dlatego odpowiedź "F2 = 10 F1" jest poprawna: większa powierzchnia tłoka daje proporcjonalnie większą siłę przy tym samym ciśnieniu.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "F2 = F1" ignoruje fakt, że przy większej powierzchni, aby zachować równe ciśnienie, siła musi wzrosnąć. Ta odpowiedź byłaby prawdziwa tylko wtedy, gdyby powierzchnie były równe.
- "F2 = 0,1F1" odwraca proporcję. Taki wynik dotyczyłby sytuacji, w której to większy tłok miałby mniejszą powierzchnię (A2 = 0,1A1), a nie dziesięciokrotnie większą.
- "F2 = 100 F1" zawyża wzmocnienie, jakby zależność była kwadratowa. W tym zadaniu podano już stosunek powierzchni (10:1), więc wzmocnienie siły jest dokładnie takie samo jak stosunek pól, czyli 10.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści jest podany stosunek pól A2/A1, to w idealnej prasie hydraulicznej wzmocnienie siły wynosi dokładnie ten sam stosunek: F2/F1 = A2/A1.
