Calcular multiplicação de força pela lei de Pascal.
A lei de Pascal afirma que a pressão aplicada a um fluido confinado se transmite igualmente em todas as direções, o que fundamenta toda prensa hidráulica, freio, macaco e multiplicador de força. Esta calculadora resolve a relação clássica F₁/A₁ = F₂/A₂ para um sistema de dois cilindros, dimensionando áreas de êmbolo, razões de força e razões de curso para ampliar o esforço de entrada em 5×, 50× ou 500×, conforme necessário.
A pressão P = F / A é constante em todo um fluido estático, portanto a força de entrada F₁ na área A₁ produz a força de saída F₂ = F₁ × (A₂ / A₁) na área A₂. O multiplicador de força (vantagem mecânica) é a razão de áreas. A conservação do volume de fluido implica que a razão de curso é inversamente proporcional: s₂ = s₁ × (A₁ / A₂). Um multiplicador de força de 10× exige um curso de entrada 10× maior para o mesmo deslocamento de saída. A pressão de trabalho deve ficar abaixo do menor limite de classificação dos dois cilindros, e o atrito das vedações reduz a saída prática em 5–10%. A lei de Pascal pressupõe fluido incompressível, estático e confinado — bolhas de ar ou alojamentos que se deflexionam reduzem a saída real.
Um projetista de macacos buscando uma vantagem mecânica de 25× seleciona um êmbolo de entrada de 12 mm acionando uma saída de 60 mm, calcula que uma entrada de 100 N se torna 2.500 N na saída, e confirma que o curso de entrada necessário para 50 mm de elevação é 1.250 mm de cursos de bomba.
Um proprietário de oficina verificando uma prensa de 20 toneladas recuperada mede o diâmetro do êmbolo pequeno em 25 mm, o grande em 200 mm, razão de áreas de 64×, e calcula que 270 psi no êmbolo pequeno produz a força de grampeamento de 20 toneladas.
Um engenheiro automotivo modelando uma pinça de freio calcula a força sobre o pistão do freio a partir da razão de áreas do cilindro mestre e da força no pedal, e dimensiona a pastilha de fricção para entregar o torque na roda necessário sem bloqueio.
Funciona para qualquer fluido (líquido ou gás), mas a compressibilidade do ar reduz a multiplicação de força prática — uma prensa hidráulica é mais rígida que uma pneumática porque o óleo comprime ~0,5%/1.000 psi enquanto o ar comprime muito mais.
A sensação esponjosa indica ar preso no sistema. A lei de Pascal pressupõe fluido incompressível; mesmo 5% de ar pode dobrar o curso do pedal. Sangre o sistema a partir do ponto mais alto até que fique firme.
A pressão de trabalho (maior pressão que o componente mais fraco suporta), a flambagem do cilindro no êmbolo de entrada longo e fino, e o comprimento de curso prático para o operador. A maioria dos macacos se limita a uma vantagem de 50–200×.