Простыя механізмы. Пад'ёмны механізм. Простыя механізмы ў побыце

З самай старажытнасці чалавек спрабуе палегчыць сваю працу. Для гэтага ён прымяняе розныя прыстасаванні. Што сабой уяўляюць найпростыя механізмы? Якія існуюць разнавіднасці гэтых прыстасаванняў? Чым адрозніваюцца простыя і складаныя механізмы? Аб гэтым і многім іншым - далей у артыкуле.

Агульная інфармацыя

Простыя механізмы (ад грэч. "Машына, прылада") - прылады, якія даюць выйгрыш ў сіле. Некаторыя з гэтых прыстасаванняў з'явіліся ў самай старажытнасці. Простыя механізмы могуць з'яўляцца самастойнымі прыладамі альбо быць элементамі больш складаных агрэгатаў. У залежнасці ад тыпу канструкцыі вызначаецца і сфера прымянення таго ці іншага прыстасавання. Выкарыстанне простых механізмаў істотна палягчае чалавечую дзейнасць. Такія прылады даюць выйгрыш ў сіле. Да прыкладу, клін, які забіваецца ў палена, валодае большай сілай, чым сам ўдар па прыстасаванню. Таму дрэва хутка распірае ў розныя бакі. Разам з гэтым, удар на клін даводзіцца зверху ўніз, а часткі палена рассоўваюцца ў бакі. Гэта значыць, у дадзеным выпадку адбываецца яшчэ і пераўтварэнне ў кірунку руху.

Простыя механізмы. прыклады

Існуе некалькі відаў прыстасаванняў:

нахільная плоскасць

а) шруба ўжываецца ў шрубах, як свердзел у адбойных малаткоў, дрыль; можа служыць і як пад'ёмны механізм (Архімеда шруба) ;

б) клін спрыяе павелічэнню ціску за кошт канцэнтравання масы на невялікай плошчы. Ўжываецца ў пуле, рыдлёўцы, дзіда.

Рычаг - прыстасаванне, апісанае Архімедам. Можа выступаць як спускавы кручок, выключальнік.

а) брамы ўжываецца для раменнай перадачы і ўзняцця вады з калодзежа.

Кола (вынайдзена ў 3 тыс. Да н. Э. Шумерамі) з'яўляецца складовай часткай сістэмы зубчастай перадачы, ўжываецца ў транспарце.

Поршань спрыяе выкарыстанню энергіі нагрэтых пашыраюцца газаў альбо пара. Прымяняецца дадзенае прыстасаванне ў паравых машынах і агнястрэльнай зброі.

варот

Гэта прыстасаванне ўяўляе сабой барабан (цыліндр), да якога прымацоўваецца дзяржальня. Як правіла, яго ўжывалі як пад'ёмны механізм для ўзняцця вады з калодзежа. Той выйгрыш ў сіле, які атрымліваецца пры выкарыстанні вароты, вызначаецца стаўленнем радыуса той акружнасці, па якой здзяйсняецца рух дзяржальні, да радыусе цыліндру (барабана), на які намотваецца вяроўка. Да сучаснага тыпу вароты ставіцца лябёдка. Гэта прыстасаванне ўяўляе сабой сістэму, якая ўключае цыліндр і два зубчастых колы рознага радыусу. Выйгрыш ў сіле, які ў агульным дае лябёдка, вызначаюць сукупным дзеяннем двух непарушнага. Сучасныя прылады даюць выйгрыш у сорак-сто разоў.

нахільная плоскасць

Гэты просты механізм таксама часта ўжываюць пры ўздыме цяжкіх тэл. Выйгрыш ў сіле вызначаюць стаўленнем даўжыні самога прыстасавання да яго вышыні пры ўмове малога трэння. Часцяком, для стварэння вялікай сілы (напрыклад, для працы ледакола або для колкі дроў) выкарыстоўваюць выгляд нахільнай плоскасці - клін. Яго дзеянне засноўваецца на тым, што пры вялікім высілку ў напрамку абуха фармуюцца вялікія сілы, перпендыкулярныя бакавых паверхнях прылады. Яшчэ адной разнавіднасцю нахільнай плоскасці з'яўляецца шруба. Гэтак жа як і клін, гэта прылада здольна змяняць кірунак альбо лікавае значэнне прыкладаемай сілы.

Простыя механізмы. рычаг

Гэта цвёрдае цела, здольнае круціцца вакол апоры (нерухомай). Найменшую адлегласць, якое падзяляе пункт апоры і прамую, уздоўж якой ўздзейнічае сіла на рычаг, называецца плячом сілы. Каб яго знайсці, варта апусціць перпендыкуляр з кропкі апоры на лінію дзеяння намаганні. Даўжыня дадзенага перпендыкуляра і будзе з'яўляцца плячом. F1 і F2 - дзейсныя на рычаг сілы. Плечы, якія дзейнічаюць на прыладу - L1 і L2. Рычаг тады знаходзіцца ў раўнавазе, калі дзейсныя на яго сілы назад прапарцыйныя плячах. Дадзенае правіла можна прадставіць у выглядзе формулы: F1 / F2 = L1 / L2. Гэты прынцып быў усталяваны Архімедам. Дадзенае правіла паказвае, што вялікую сілу пры дапамозе рычага можна ўраўнаважыць меншай. Сіла, прыкладзеная да аднаго пляча, у столькі разоў больш той, што прыкладзеная да іншага, у колькі адно плячо больш другога.

Як прымяняе прыстасаванні чалавек сёння?

Вельмі распаўсюджаны простыя механізмы ў побыце. Так, досыць складана было б адкрыць водаправодны кран, калі б не было ў яго невялікі ручкі, якая ўяўляе сабой досыць эфектыўны рычаг. Тое ж можна сказаць і пра гаечны ключ, пры дапамозе якога ажыццяўляецца адкручванне або закручванне гаек або балтоў. Чым даўжэй дзяржальня, тым лягчэй будзе ажыццяўляцца дзеянне. Так, пры працы з цяжкімі альбо буйнымі гайкамі і балтамі пры рамонце складаных механізмаў, станкоў, аўтамабіляў, ужываюць ключы з дзяржальнямі да аднаго метра ў даўжыню. Самая звычайная дзверы таксама з'яўляецца адным з відаў разгляданых прыстасаванняў. Калі спрабаваць адкрываць дзверы каля яе мацавання, то гэта будзе вельмі цяжка. Аднак чым далей ад завес размяшчаецца ручка, тым лягчэй адкрыць дзверы. Досыць наглядным прыкладам з'яўляецца скачок з шастом. Яго даўжыня каля пяці метраў. Пры дапамозе гэтага рычага і правільна прыкладзенага намаганні спартсмену атрымоўваецца ўзляцець на вышыню да шасці метраў. Доўгае плячо складае пры гэтым прыкладна тры метры. Рычагі сустракаюцца і ў розных частках чалавечага цела і цела жывёлы. Гэта, у прыватнасці, сківіцы, канечнасці. Бытавымі прыкладамі рычага з'яўляюцца кусачкі, нажніцы для рэзкі металу або паперы. Машыны рознага выгляду маюць у сваёй канструкцыі таксама прыстасаванні, якія дазваляюць атрымаць выйгрыш ў сіле. Напрыклад, педалі альбо ручной тормаз на ровары, ручкі швейных машын, клавішы ў піяніна.

Комплекснае прымяненне прыстасаванняў

Простыя механізмы сустракаюцца ў самых розных спалучэннях. Камбінаваныя прылады ўключаюць у сябе дзве і больш дэталі. Не абавязкова гэта будзе складаным механізмам - многія простыя прыстасаванні можна лічыць комплекснымі. Так, у мясасечцы прысутнічае ручка (за вароты), прапіхваць мяса шруба і нож-разак (клін). У наручных гадзінах стрэлкі паварочваюцца пры дапамозе сістэмы зубчастых колаў, якія маюць розны дыяметр і якія знаходзяцца адзін з адным у счапленні. Адным з вядомых камбінаваных нескладаных механізмаў з'яўляецца дамкрат. У ім выкарыстана спалучэнне вароты і шрубы.

заключэнне

Як стала ясна, простыя механізмы істотна палягчаюць працу чалавека. Яны могуць складацца з адной або некалькіх дэталяў. Пры гэтым нават пры наяўнасці двух і больш элементаў могуць заставацца простымі, але могуць з'яўляцца і досыць складанымі. Розныя агрэгаты, друкаваныя прэсы, рухавікі ўключаюць у сябе некалькі дэталяў. Сярод элементаў ёсць і рычагі, блокі, шрубы, колы на восях, нахільныя плоскасці, клін. Усе гэтыя прыстасаванні працуюць у комплексе. Дзякуючы ім чалавек істотна палягчае працу. Перадача механічнай энергіі ад адной частцы прылады да іншай можа ажыццяўляцца па-рознаму. Ланцугі, рамяні, шасцярні або зубчастыя колы лічацца найбольш распаўсюджанымі прыладамі, спрыяльнымі перадачы намаганні і прымушаюць асобныя элементы рухацца павольней ці хутчэй, у тым ці іншым кірунку. Складанымі і высакахуткаснымі прыладамі кіруюць, як правіла, электронныя прыборы. Электрычныя датчыкі дзякуючы асаблівай наладзе паказваюць, калі неабходна ўключаць той ці іншы механізм, сочаць таксама за карэктнай і стабільнай працай сістэмы. Шматлікія прылады прыйшлі ў сучаснае жыццё чалавека з самай старажытнасці. Людзі пастаянна ўдасканальваюць складаныя механізмы, пашыраючы такім чынам сферу іх прымянення. Несумненна, у паўсядзённым жыцці чалавека розныя прылады займаюць вельмі важнае месца. Многае немагчыма ўявіць без выкарыстання простых і складаных механізмаў. Прыстасаванні шырока прымяняюцца ў будаўніцтве, сельскай гаспадарцы, пры здабычы карысных выкапняў і ў іншых галінах дзейнасці чалавека.