Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să-și ușureze munca. Pentru a face acest lucru, el folosește diverse dispozitive. Care sunt cele mai simple mecanisme? Care sunt tipurile acestor dispozitive? Care este diferența dintre mecanismele simple și cele complexe? Despre asta și multe altele - mai târziu în articol.
Informații generale
Mecanisme simple (din greacă. „mașină, une altă”) – dispozitive care dau un câștig în forță. Unele dintre aceste dispozitive au apărut chiar în antichitate. Mecanismele simple pot fi dispozitive independente sau elemente ale unor unități mai complexe. În funcție de tipul de construcție, se determină și domeniul de aplicare al acestui sau aceluia dispozitiv. Utilizarea unor mecanisme simple facilitează foarte mult activitatea umană. Astfel de dispozitive oferă un câștig în putere. De exemplu, o pană care este introdusă într-un buștean are mai multă putere decât lovitura adusă dispozitivului în sine. Prin urmare, copacul explodează rapid în direcții diferite. În același timp, lovitura pe pană cade de sus în jos, iar părți din buștean se depărtează în lateral. Adică, în acest caz, există și o transformare în direcția de mișcare.
Mecanisme simple. Exemple
Există mai multe tipuri de dispozitive:
Plan înclinat
a) șurubul se folosește la șuruburi, ca un burghiu la ciocane pneumatice, burghie; poate servi și ca mecanism de ridicare (șurubul lui Arhimede);
b) pana contribuie la creșterea presiunii prin concentrarea masei într-o zonă mică. Folosit în glonț, lopată, suliță.
O pârghie este un dispozitiv descris de Arhimede. Poate acționa ca un declanșator, comutator.
a) poarta este folosită pentru transmisia cu curele și pentru ridicarea apei din fântână.
Roata (inventată în 3000 î. Hr. de sumerieni) este o parte integrantă a sistemului de angrenaje utilizat în transport.
Pistonul contribuie la utilizarea energiei gazelor sau aburului în expansiune încălzite. Acest dispozitiv este utilizat în motoarele cu abur și armele de foc.
Poarta
Acest dispozitiv este un tambur (cilindru) de care este atașat mânerul. De regulă, a fost folosit ca mecanism de ridicare pentru ridicarea apei dintr-o fântână. Câștigul de rezistență care se obține la utilizarea porții este determinat de raportul dintre raza cercului de-a lungul căruia se mișcă mânerul și raza cilindrului (tamburului) pe care este înfășurată frânghia. Troliul aparține tipului modern de poartă. Acest dispozitiv de fixare este un sistem care include un cilindru și două roți dințate cu raze diferite. Câștigul de forță, care dă în general troliul, este determinat de acțiunea combinată a celor două porți. Dispozitivele moderne oferă un câștig de patruzeci și sute de ori.
Plan înclinat
Acest mecanism simplu este adesea folosit și la ridicarea corpurilor grele. Câștigul în forță este determinat de raportul dintre lungimea dispozitivului în sine și înălțimea acestuia, supus unei frecări scăzute. Adesea, pentru a crea o forță mare (de exemplu, pentru funcționarea unui spărgător de gheață sau pentru tăierea lemnului de foc), se folosește un tip de plan înclinat - o pană. Acțiunea sa se bazează pe faptul că, cu o forță mare în direcția fundului, se formează forțe mari care sunt perpendiculare pe suprafețele laterale ale dispozitivului. Un alt tip de plan înclinat este șurubul. La fel ca o pană, acest dispozitiv este capabil să schimbe direcția sau valoarea numerică a forței aplicate.
Mecanisme simple. Pârghie
Acesta este un corp rigid capabil să se rotească în jurul unui suport (fix). Cea mai mică distanță care separă punctul de sprijin și linia dreaptă de-a lungul căreia forța acționează asupra pârghiei se numește umărul forței. Pentru a-l găsi, ar trebui să coborâți perpendiculara de la punctul de sprijin la linia de acțiune a forței. Lungimea acestei perpendiculare va fi umărul. F1 și F2 sunt forțele care acționează asupra pârghiei. Brațele care acționează asupra dispozitivului sunt L1 și L2. Pârghia este atunci în echilibru atunci când forțele care acționează asupra ei sunt invers proporționale cu umerii. Această regulă poate fi reprezentată ca o formulă: F1 / F2=L1 / L2. Acest principiu a fost stabilit de Arhimede. Această regulă arată că o forță mare cu o pârghie poate fi echilibrată de una mai mică. Forța aplicată unui umăr este de atâtea ori mai mare decât cea aplicată celuil alt, cu cât un umăr este mai maresecundă.
Cum folosesc oamenii gadgeturile astăzi?
Mecanismele simple din viața de zi cu zi sunt foarte frecvente. Așadar, ar fi destul de dificil să deschizi un robinet de apă dacă nu ar avea un mâner mic, care este o pârghie destul de eficientă. Același lucru se poate spune despre cheia, care este folosită pentru a slăbi sau strânge piulițe sau șuruburi. Cu cât mânerul este mai lung, cu atât acțiunea va fi mai ușoară. Deci, atunci când se lucrează cu piulițe și șuruburi grele sau mari la repararea mecanismelor complexe, se folosesc mașini-unelte, mașini, chei cu mânere de până la un metru lungime. Cea mai obișnuită ușă este, de asemenea, unul dintre tipurile de dispozitive în cauză.
Dacă încercați să deschideți ușa lângă dispozitivul de prindere, va fi foarte dificil. Cu toate acestea, cu cât mânerul este mai departe de balamale, cu atât este mai ușor să deschideți ușa. Un bun exemplu este săritura cu stâlp. Lungimea sa este de aproximativ cinci metri. Cu ajutorul acestei pârghii și efortul potrivit, sportivul reușește să zboare până la o înălțime de până la șase metri. Brațul lung este de aproximativ trei metri. Pârghiile se găsesc și în diferite părți ale corpului uman și ale corpului animal. Acestea sunt, în special, fălci, membre. Exemple de uz casnic de pârghie sunt tăietoarele de sârmă, foarfecele pentru tăierea metalului sau hârtiei. Mașinile de diferite tipuri au și dispozitive în design care fac posibilă obținerea unui câștig de rezistență. De exemplu, pedale sau frână de mână pe o bicicletă, mânere de mașină de cusut, clape de pian.
Aplicarea complexă de dispozitive
Mecanismele simple se găsesc într-o varietate de combinații. Dispozitivele combinate includ două sau mai multe părți. Nu trebuie să fie un mecanism complex - multe dispozitive simple pot fi considerate complexe. Deci, în mașina de tocat carne există un mâner (poartă), un șurub care împinge carnea și un tăietor de cuțit (pană). La ceasurile de mână, mâinile sunt rotite prin intermediul unui sistem de roți dințate care au diametre diferite și sunt interconectate între ele. Unul dintre mecanismele simple combinate binecunoscute este un cric. Utilizează o combinație de guler și șurub.
Concluzie
După cum a devenit clar, mecanismele simple facilitează foarte mult munca unei persoane. Ele pot consta din una sau mai multe părți. În același timp, chiar și în prezența a două sau mai multe elemente, ele pot rămâne simple, dar pot fi și destul de complexe. Diverse unități, prese de tipar, motoare includ mai multe piese. Printre elemente se numără pârghii, blocuri, șuruburi, roți pe osii, planuri înclinate, o pană. Toate aceste dispozitive funcționează împreună. Datorită lor, o persoană facilitează foarte mult munca. Transferul energiei mecanice de la o parte a dispozitivului la alta se poate face în moduri diferite. Lanțurile, curelele, angrenajele sau angrenajele sunt considerate cele mai comune dispozitive care ajută la transferul forței și fac ca elementele individuale să se miște mai încet sau mai repede, într-o direcție sau alta. Dispozitivele complexe și de mare viteză sunt controlate cade obicei dispozitive electronice. Senzorii electrici, datorită unei setări speciale, arată când este necesară pornirea unui anumit mecanism, monitorizează și funcționarea corectă și stabilă a sistemului.
Multe dispozitive au venit în viața modernă a omului din cele mai vechi timpuri. Oamenii îmbunătățesc în mod constant mecanismele complexe, extinzând astfel domeniul de aplicare a acestora. Fără îndoială, în viața de zi cu zi a unei persoane, diverse dispozitive ocupă un loc foarte important. Nu se pot imagina multe fără utilizarea unor mecanisme simple și complexe. Dispozitivele sunt utilizate pe scară largă în construcții, agricultură, minerit și alte domenii ale activității umane.
