Главная > Статьи > Работа и простые механизмы
Работа и простые механизмы15-09-2014, 14:07. Разместил: Admin |
В физике простыми механизмами называют приспособлении типа рычагов или винтов. Они предназначены для того, чтобы уменьшить необходимое для производства работы усилие человека и использовать это усилие наиболее эффективно. Часто несколько простых механизмов соединяют вместе. В результате получаются более сложные механизмы — сверла, часы. Колесо — одно из важнейших изобретений человечества. На нем основано действие многих механизмов. Работа и мощность Работа — физический термин, применяемый при рассмотрении движении тела под воздействием силы. Работа производится только тогда, когда есть передвижение тела и направлении действия силы. Тягловая сила быков и усилие человека заставляют плуг двигаться, значит, производиться работа. ![]() Работа — это передача энергии от одного тела к другому. Как и энергия, работа измеряется в джоулях (Дж). 1 Дж равен работе (и затраченной энергии), произведенной при передвижении тела на 1 метр силой 1 Н. Человек толкает ящик на З метра, прикладывая силу в 100 Н. ![]() Мощность — это скорость, с которой производится работа (или передается энергия). Единица мощности — ватт (Вт); названа в честь Джеймса Уатта. Чтобы вычислить мощность, нужно работу разделить на затраченное на нее время. Если мы хотим передвинуть этот ящик не за 2 минуты, а за одну, то нам потребуется вдвое большая мощность. Усилие и нагрузка Чтобы сдвинуть тело с места, необходимо преодолеть известную силу, называемую нагрузкой; часто это просто вес тела. Простые механизмы помогают человеку более эффективно использовать прилагаемое усилие. Нагрузка равна силе, развиваемой отверткой; ![]() Сжимая ручки щипцов, мы прикладываем к ним силу в 1 Н. При этом нам необходимо преодолеть нагрузку в 4 Н, чтобы расколоть орех. Значит, выигрыш в силе равен 4:1. ![]() Рычаги Рычаг — это стержень, поворачивающийся вокруг неподвижной точки опоры. Рычаг облегчает манипуляции с тяжелыми грузами. Типы рычагов различаются положением точки опоры по отношению к месту приложения усилия и нагрузки. В рычагах первого типа точка опоры находится между точками приложения усилия и нагрузки. В рычагах второго типа нагрузка находится между точкой приложения усилия и точкой опоры. В рычагах третьего типа (см. рис.) ![]() Колесо Когда колесо поворачивается, то на его ось действует большая сила, чем на обод. Этот эффект используется для получения выигрыша в силе, например в рулевом колесе. Чем больше руль, тем легче поворачивается его ось. Когда колесо фонографа поворачивается, на ось воздействует сила, достаточная для действия механизма. При повороте оси колесо переводит вращательное движение в прямолинейное движение, благодаря чему с его помощью возможно перемещение грузов. Точки обода колеса проходят большее расстояние, чем ось, т.к. диаметр колеса больше диаметра оси. Колесики роликовых коньков поворачиваются вокруг своих осей, и благодаря этому ботинок движется прямолинейно. Зубчатая передача Зубчатая передача используется в различных сложных машинах, ![]() Наклонная плоскость Примерами наклонных плоскостей могут служить скат или склон холма. По наклонной плоскости поднимать грузы легче, чем вертикально, так как груз проходит большее расстояние, следовательно, для производства той же самой работы требуется меньшая сила. Наклонная плоскость в 8 раз длиннее вертикальной линии, значит, на подъем груза необходима сила в 8 раз меньше. Строители египетских пирамид, возможно, использовали спиралевидные наклонные плоскости для подъёма колоссальных каменных блоков на вершину пирамид. Высота самых больших пирамид около 146 метров. Винты Винт - это стержень с резьбой, т. е. его можно рассматривать как наклонную плоскость, «надетую» на цилиндр. Стержень - это цилиндр, а резьба — наклонная плоскость. Чтобы погрузить штопор в пробку, его приходится повернуть, много раз, но это всё же легче, чем вонзить его без вращения. Вращающая сила благодаря резьбе превращается в силу, действующую вдоль оси винта. Эта сила заставляет винт погружаться в препятствие. Спиральная лестница – это тот же винт. Идти по ней долго, тем не менее карабкаться вертикально вверх ещё труднее. Блок Блок облегчает подъем тяжелых грузов. ![]() Вот как работает рычаг первого типа. ![]() Использование простых механизмов Простые механизмы используются самыми разнообразными способами в составе более сложных машин. ![]() ![]() Вернуться назад |