Torchio idraulico

Il torchio idraulico è una macchina idraulica composta da due pistoni aventi due sezioni diverse (una più grande e una più piccola, rispettivamente di superficie S2 e S1) e da un tubo a forma di U nel quale è presente un fluido.

Il funzionamento del torchio idraulico è basato su due principi della fisica dei fluidi: la legge dei vasi comunicanti, che è il principio secondo il quale in dei vasi comunicanti, uno o più contenitori comunicanti fra loro, un liquido, in presenza della forza di gravità, raggiunge sempre lo stesso livello, generando una superficie equipotenziale. Il secondo principio è quello di Pascal, infatti, in un torchio esposto alla normale pressione atmosferica, i due pistoni non si muovono, ma applicando una forza al pistone con la sezione più piccola, facendolo scendere, la pressione si propaga uniformemente in tutto il fluido, fino a raggiungere l'altro pistone, che di conseguenza si alza, inoltre grazie alla sua sezione più grande, gli effetti della forza iniziale vengono aumentati.

Grazie al principio di Pascal è anche possibile trattare il sistema matematicamente. La pressione applicata sul pistone piccolo (che chiameremo $P_{1}$) è uguale al rapporto tra la forza applicata e l'area della sezione:

$P_{1}={\frac {F_{1}}{S_{1}}}$

Adesso, per il principio di Pascal, quella pressione, $P_{1}$, si trasmette invariata in tutto il fluido, quindi:

$F_{2}=P_{1}S_{2}$

Ma come si è visto prima, $P_{1}={\frac {F_{1}}{S_{1}}}$, si avrà di conseguenza:

$F_{2}={\frac {F_{1}}{S_{1}}}S_{2}=F_{1}{\frac {S_{2}}{S_{1}}}$

Un'ulteriore espressione matematica è la seguente:

${\frac {F_{2}}{F_{1}}}={\frac {S_{2}}{S_{1}}}$

Applicazioni

Una delle tante applicazioni pratiche del torchio idraulico è quella usata dai meccanici per sollevare le automobili, facilitandone così la riparazione. Lo stesso principio è alla base dei sistemi frenanti in campo automobilistico o motociclistico quali, ad esempio, i freni a disco.