Още от древни времена човекът се опитва да улесни работата си. За да направи това, той използва различни устройства. Кои са най-простите механизми? Какви са видовете тези устройства? Каква е разликата между прости и сложни механизми? За това и много повече - по-късно в статията.
Обща информация
Прости механизми (от гръцки "машина, инструмент") - устройства, които дават печалба в сила. Някои от тези устройства се появяват в самата древност. Простите механизми могат да бъдат независими устройства или да бъдат елементи на по-сложни възли. В зависимост от вида на конструкцията се определя и обхватът на това или онова устройство. Използването на прости механизми значително улеснява човешката дейност. Такива устройства дават печалба в сила. Например, клин, който се забива в труп, има по-голяма мощност от удара по самото приспособление. Следователно дървото бързо се спуква в различни посоки. В същото време ударът по клина пада отгоре надолу, а части от трупа се раздалечават отстрани. Тоест в този случай има и трансформация в посоката на движение.
Прости механизми. Примери
Има няколко вида тела:
Наклонена равнина
a) винтът се използва в винтове, като бормашина в ударни чукове, бормашини; може да служи и като повдигащ механизъм (архимедов винт);
b) клинът допринася за увеличаване на налягането чрез концентриране на масата в малка площ. Използва се в куршум, лопата, копие.
Лостът е устройство, описано от Архимед. Може да действа като спусък, превключвател.
a) портата се използва за ремъчно предаване и вдигане на вода от кладенеца.
Колелото (изобретено през 3000 г. пр. н. е. от шумерите) е неразделна част от зъбната система, използвана в транспорта.
Буталото допринася за използването на енергията на нагрятите разширяващи се газове или пара. Това устройство се използва в парни машини и огнестрелни оръжия.
Gate
Това устройство е барабан (цилиндър), към който е прикрепена дръжката. По правило се използва като повдигащ механизъм за издигане на вода от кладенец. Повишаването на силата, което се получава при използване на портата, се определя от съотношението на радиуса на окръжността, по която се движи дръжката, към радиуса на цилиндъра (барабана), върху който е навито въжето. Лебедката принадлежи към модерния тип порти. Това приспособление е система, която включва цилиндър и две зъбни колела с различни радиуси. Печалбата в силата, която по принцип дава лебедката, се определя от комбинираното действие на двете порти. Съвременните устройства дават печалба от четиридесет и сто пъти.
Наклонена равнина
Този прост механизъм често се използва и при повдигане на тежки тела. Повишаването на силата се определя от съотношението на дължината на самото устройство към неговата височина, подложена на ниско триене. Често за създаване на голяма сила (например за работа на ледоразбивач или за рязане на дърва за огрев) се използва вид наклонена равнина - клин. Действието му се основава на факта, че с голяма сила в посока на приклада се образуват големи сили, които са перпендикулярни на страничните повърхности на устройството. Друг вид наклонена равнина е винтът. Точно като клин, това устройство е способно да променя посоката или числовата стойност на приложената сила.
Прости механизми. Лост
Това е твърдо тяло, способно да се върти около (фиксирана) опора. Най-малкото разстояние, което разделя опорната точка и правата линия, по която силата действа върху лоста, се нарича рамо на силата. За да го намерите, трябва да спуснете перпендикуляра от опорната точка до линията на действие на силата. Дължината на този перпендикуляр ще бъде рамото. F1 и F2 са силите, действащи върху лоста. Ръцете, действащи върху устройството, са L1 и L2. Тогава лостът е в равновесие, когато силите, действащи върху него, са обратно пропорционални на раменете. Това правило може да бъде представено като формула: F1 / F2=L1 / L2. Този принцип е установен от Архимед. Това правило показва, че голяма сила с лост може да бъде балансирана от по-малка. Силата, приложена към едното рамо, е толкова пъти по-голяма от тази, приложена към другото, колкото едното рамо е по-голямовторо.
Как хората използват джаджи днес?
Простите механизми в ежедневието са много често срещани. Така че би било доста трудно да отворите кран за вода, ако той нямаше малка дръжка, което е доста ефективен лост. Същото може да се каже и за гаечния ключ, който се използва за разхлабване или затягане на гайки или болтове. Колкото по-дълга е дръжката, толкова по-лесно ще бъде действието. Така че, когато работите с тежки или големи гайки и болтове при ремонт на сложни механизми, се използват металорежещи машини, автомобили, гаечни ключове с дължина до един метър. Най-обикновената врата също е един от въпросните видове устройства.
Ако се опитате да отворите вратата близо до нейното закопчаване, ще бъде много трудно. Въпреки това, колкото по-далеч от пантите е разположена дръжката, толкова по-лесно е да отворите вратата. Добър пример е скокът от прът. Дължината му е около пет метра. С помощта на този лост и правилното усилие атлетът успява да лети на височина до шест метра. Дългата ръка е около три метра. Лостовете се намират и в различни части на човешкото тяло и тялото на животните. Това са по-специално челюстите, крайниците. Домакински примери за лост са резачки за тел, ножици за рязане на метал или хартия. Машините от различни видове също имат устройства в своя дизайн, които позволяват да се получи печалба в силата. Например педали или ръчна спирачка на велосипед, дръжки на шевни машини, клавиши на пиано.
Комплексно приложение на тела
Прости механизми се намират в различни комбинации. Комбинираните устройства включват две или повече части. Не е задължително това да е сложен механизъм - много прости устройства могат да се считат за сложни. И така, в месомелачката има дръжка (порта), винт, избутващ месото и нож (клин). В ръчните часовници стрелките се въртят посредством система от зъбни колела, които имат различни диаметри и са свързани помежду си. Един от добре познатите комбинирани прости механизми е крик. Използва комбинация от яка и винт.
Заключение
Както стана ясно, простите механизми значително улесняват работата на човек. Те могат да се състоят от една или повече части. В същото време, дори при наличието на два или повече елемента, те могат да останат прости, но могат да бъдат и доста сложни. Различни агрегати, печатни преси, двигатели включват няколко части. Сред елементите има лостове, блокове, винтове, колела на оси, наклонени равнини, клин. Всички тези устройства работят заедно. Благодарение на тях човек значително улеснява работата. Прехвърлянето на механична енергия от една част на устройството към друга може да се извърши по различни начини. Вериги, ремъци, зъбни колела или зъбни колела се считат за най-често срещаните устройства, които спомагат за прехвърлянето на сила и карат отделните елементи да се движат по-бавно или по-бързо, в една или друга посока. Сложни и високоскоростни устройства се управляват катообикновено електронни устройства. Електрическите сензори, благодарение на специална настройка, показват кога е необходимо да се включи определен механизъм, те също така наблюдават правилната и стабилна работа на системата.
Много устройства дойдоха в съвременния живот на човека от древни времена. Хората непрекъснато подобряват сложните механизми, като по този начин разширяват обхвата на тяхното приложение. Несъмнено в ежедневния живот на човек различните устройства заемат много важно място. Много не може да си представим без използването на прости и сложни механизми. Устройствата се използват широко в строителството, селското стопанство, минното дело и други области на човешката дейност.
