Откуда берутся F = p A и v = Q / A
Сила. Давление p означает, что на каждый квадратный метр стенки масло давит с силой p ньютонов, и по закону Паскаля одинаково во все стороны (тема 8.1). На поршень площадью A₁ приходится сила p · A₁. С другой стороны на поршень давит масло сливной полости, но только на кольцо A₂, потому что остальное место занимает шток. Разность этих сил, за вычетом трения уплотнений, и толкает шток.
Скорость. Масло почти не сжимается: даже при 30 МПа его объем уменьшается меньше чем на 2 %. Значит, за время Δt в полость вошел объем Q₁ · Δt, и поршень должен освободить ровно столько места: A₁ · Δx = Q₁ · Δt. Деля на Δt, получаем A₁ · v = Q₁, то есть v = Q₁ / A₁. Из штоковой полости поршень вытесняет объем A₂ · Δx, отсюда Q₂ = A₂ · v = Q₁ · A₂ / A₁.
Дифференциальная схема. Если соединить штоковую полость с поршневой, масло из штоковой не уходит в бак, а помогает насосу. Обе полости под одним давлением, и сила равна p · (A₁ − A₂) = p · π d² / 4: давление толкает фактически только площадь штока. Скорость v = Q / (A₁ − A₂) больше, чем при обычном выдвижении. Так быстро подводят пресс к детали, а потом переключаются на полную силу.
Мощность. Перемножим: F · v = p A · Q / A = p · Q. Площадь сократилась: цилиндр меняет силу на скорость, как рычаг из темы 2.1, но мощность масла не меняет. Потери только в трении и утечках.