Для решения задачи используем принцип работы гидравлического пресса, который основан на законе Паскаля: давление в любой точке несжимаемой жидкости одинаково.
Давление \( P \) определяется формулой:
\[ P = \frac{F}{A} \]
где
- \( F \) — сила,
- \( A \) — площадь поршня.
Для обоих поршней, из условия равенства давлений, получаем:
\[ \frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2} \]
где
- \( F_1 = 500 \, \text{Н} \), \( A_1 \) — площадь малого поршня,
- \( F_2 \) — сила, действующая на большой поршень, \( A_2 \) — площадь большого поршня.
Используем формулу для работы, выполненной на каждом поршне:
Работа \( W_1 = F_1 \cdot h_1 \) на малом поршне и Работа \( W_2 = F_2 \cdot h_2 \) на большом поршне.
Согласно закону сохранения энергии (без учета потерь на трение), работы равны:
\[ F_1 \cdot h_1 = F_2 \cdot h_2 \]
Подставим известные значения:
\[ 500 \, \text{Н} \cdot 0.15 \, \text{м} = F_2 \cdot 0.03 \, \text{м} \]
Находим \( F_2 \):
\[ F_2 = \frac{500 \times 0.15}{0.03} \]
\[ F_2 = \frac{75}{0.03} \]
\[ F_2 = 2500 \, \text{Н} \]
Переведем в килоньютоны:
\[ F_2 = 2.5 \, \text{кН} \]
Следовательно, сила, действующая на большой поршень, составляет \( 2.5 \, \text{кН} \).