W siłowniku pneumatycznym sprężone powietrze wywiera na powierzchnię tłoka nacisk opisany wielkością fizyczną ciśnienie p. W ujęciu mechanicznym ciśnienie jest zdefiniowane jako stosunek siły do pola powierzchni, na którą ta siła działa:
p = F / A
Jeżeli ciśnienie rozkłada się równomiernie i działa prostopadle do powierzchni tłoka o polu A, to całkowita siła pochodząca od ciśnienia jest równa:
F = p · A
To podstawowa zależność używana przy doborze siłowników: dla większego ciśnienia lub większej powierzchni tłoka otrzymuje się większą siłę. W praktyce warto pamiętać o jednostkach: gdy p jest w paskalach (Pa = N/m²), a A w m², to wynik F otrzymujemy w niutonach (N). Jeśli ciśnienie podane jest w barach, trzeba je przeliczyć na Pa przed obliczeniami liczbowymi.
Typowe błędne rozumowania (i dlatego takie odpowiedzi są niepoprawne) to m.in.:
- odwrócenie wzoru i przyjęcie F = p/A (to sprzeczne z definicją i daje zły trend: większa powierzchnia nie zmniejsza siły przy stałym ciśnieniu);
- dzielenie ciśnienia przez pole lub przez inne wielkości bez uzasadnienia wymiarowego (błąd analizy jednostek);
- dopisanie dodatkowych składników (np. tarcia, sprężyny powrotnej) mimo że pytanie dotyczy wyłącznie siły wynikającej z działania ciśnienia na tłok.
W kontekście siłownika jednostronnego działania wzór na siłę od ciśnienia pozostaje taki sam; różnica konstrukcyjna dotyczy powrotu tłoka (np. sprężyną), a nie definicji siły parcia od ciśnienia.
