ああああっっs

Question

Answer 1

レバーを下げるとピストンが押されますよね。
ピストンが押し込まれたら、油が押されて反対側のシリンダーが上に持ち上げられようとしますよね？

ここまではイメージできますね。

あとは、これがどれだけレバーを押したらどれだけシリンダーが上に上がるか？という話ですね。

先に言っておくと、レバーを下げる力よりも強い力がシリンダーにかかります。これは便利ですよね。

まず、レバーをFの力で下げるとそのレバーよりも支点に近づくにつれてFよりも大きい力がかかる。
つまり、力点よりも離れた分だけ強くなるので、2Lが分子でLが分母。
なのでピストンにかかる力はF×2L/L=2F
で、レバーを押す力の倍の力がピストンにかかる。

次に、ピストンが押し込まれたらどれだけシリンダーが上に上がるかを考えます。

例えば、ピストンとシリンダーの断面積が互いに同じ場合で考えてみてください。

その場合は、ピストンを押した分だけシリンダーも上に上がる。
ピストンを5cm押すと、シリンダーも5cm上がる。
ではその時の力はどうか？

ピストンを5kgの力で押すと、シリンダーも5kgの力で上に上がろうとする。

では断面積が互いに違うとどうなるか？
これは注射器を押す時をイメージすればよい。
注射器を思いっきり押してもなかなか先から液体は出てこない。
またディズニーシーの開園時点のゲートをイメージしてください。
行列のできた客はゲートで混み合ってなかなか入園できない。

これと同じで、ピストンの断面積がシリンダーよりも大きいと、ピストンを押した力よりもシリンダーが上がろうとする力のほうが弱い。でも、より長い距離上に上がろうとする。

逆にピストンの断面積が小さいほうが、ピストンを軽く押してもシリンダーはそれよりも強い力で上に上がろうとする。でも上がる距離は短い。

よって今回の場合は、ピストンの方が断面積が小さいので、軽い力で強い力がシリンダーに伝わる。
だから、ピストンにかかった力はA2/A1の比で伝わる。

よってレバーをFの力で下げたら、2F×A1/A2の力でシリンダーが上に上がろうとする。