Pascal Pascal, parce que les liquides sont pratiquement non compressible, toute force appliquée à un système hydraulique fermé se feront sentir également et instantanément l'ensemble du système. Il poursuit en montrant que lorsqu'une force est appliquée à un cylindre d'un système fermé, la sortie est directement proportionnelle au rapport entre l'entrée à pistons de sortie.
Si nous regardons comment les freins arrêter votre voiture , il devient évident que les forces requises sont nombreuses fois la force qui peut être appliquée sur la pédale de frein par le conducteur. Ainsi, lors de la conception du système de freinage, nous devons trouver des moyens de multiplier la force conducteur appliquée. Une des façons de le faire est d'augmenter la taille du piston de sortie, dans ce cas, le piston de l'étrier. Si la taille du piston d'entrée typique dans le maître-cylindre est de 1 pouce, et une taille typique de piston de sortie est de 2 pouces, nous doublons la force de sortie.
Maintenant, les points négatifs. Nous avons également voyage à double piston sur le côté d'entrée lorsque l'on double la taille du piston de sortie. Cela signifie que si le piston d'entrée est la moitié de la taille de la sortie puis l'entrée doit se déplacer deux fois plus loin pour compenser le volume ajouté derrière la sortie.
Donc, c'est un compromis. Nous pouvons multiplier la force le conducteur applique le système en augmentant la taille du piston de sortie. Mais quand nous faisons cela, nous augmentons également course de la pédale. Le processus de conception est dans un équilibre délicat ici.
Levier
Nous avons augmenté la force de l'entrée du conducteur, mais ce n'est pas suffisant. Nous avons besoin d'un autre moyen d'augmenter cette force. Le levier est utilisé pour faire cela. Un levier et point d'appui est une machine simple qui augmente la force de sortie en négociant pour la distance.
L'utilisation d'effet de levier pour augmenter la force d'entrée de conducteur est dans l'assemblage de pédale de frein lui-même. Cet ensemble de levier de type 2 nous donne un rapport de la pédale de frein typique de 3 à 1. La distance entre le point d'appui à l'extrémité d'entrée est de 9 cm, et la distance entre le point d'appui à l'extrémité de sortie est de 3 pouces. En conséquence, cette triple du ratio, la force de la production de la force d'entrée.
Par exemple, si le conducteur applique une force d'entrée de 100 livres, la sortie serait 300 livres. Donc, tout comme avec la loi de Pascal, la sortie est directement proportionnelle à l'entrée de rapport de sortie.
Friction
Tout cela nous amène à la dernière pièce du puzzle. La friction peut être définie comme étant la résistance de mouvement par rapport à des objets en contact avec l'autre. Plus simplement, la quantité de force nécessaire pour faire glisser un objet sur un autre. Cette force varie en fonction du poids et type de matériel. Certains matériaux pèsent moins ou sont, par nature, plus lisse.
Si nous pouvons comprendre le véhicule en mouvement comme une source d'énergie cinétique, puis d'arrêter cette énergie, nous devons nous adapter à un autre type d'énergie. La première loi de la thermodynamique aborde la conservation de l'énergie et des Etats nous ne pouvons pas ajouter ou enlever de l'énergie, nous ne pouvons que convertir une forme d'énergie à l'autre. Dans le système de freinage automobile, nous faisons cela en convertissant l'énergie cinétique du véhicule en mouvement en énergie thermique.
Les informations contenues dans un sabot de frein ou tampon doit être assez dur pour résister à l'usure, mais suffisamment souple pour générer de bons friction. Un exemple pour commencer est une boule de billard frotté sur une table en verre. Depuis deux objets sont durs, moins de friction est développée et moins de chaleur est générée. Que diriez-vous d'un bloc de caoutchouc sur un sol en béton? Nous nous rapprochons, mais le bloc de caoutchouc va s'user rapidement. Un grand nombre de frictions, mais pas de la durabilité.
C'est pourquoi le matériau de friction automobile est un composite de matériaux, y compris le carbone et le bronze. Carbon est difficile et présente de bonnes caractéristiques d'usure; bronze est doux et a une bonne collaboration efficace des caractéristiques de frottement. Ces matériaux permettent de générer conversion d'énergie maximale avec une bonne durabilité.
Conclusions La loi de
Pascal nous donne la capacité de transmettre la force pour les composants des freins et d'augmenter cette force. Levier nous permet une augmentation de la force appliquée, et le frottement nous permet d'utiliser la force pour convertir l'énergie cinétique en énergie thermique et ralentir le véhicule.
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