Fin dai tempi antichi, l'uomo ha cercato di rendere più facile il suo lavoro. Per fare ciò, utilizza vari dispositivi. Quali sono i meccanismi più semplici? Quali sono i tipi di questi dispositivi? Qual è la differenza tra meccanismi semplici e complessi? Su questo e molto altro - più avanti nell'articolo.
Informazioni generali
Meccanismi semplici (dal greco "macchina, utensile") - dispositivi che aumentano la forza. Alcuni di questi dispositivi sono apparsi nell'antichità stessa. I meccanismi semplici possono essere dispositivi indipendenti o essere elementi di unità più complesse. A seconda del tipo di costruzione, viene determinata anche la portata di questo o quel dispositivo. L'uso di meccanismi semplici facilita notevolmente l'attività umana. Tali dispositivi danno un aumento di forza. Ad esempio, un cuneo che viene conficcato in un tronco ha più potenza del colpo all'apparecchio stesso. Pertanto, l'albero esplode rapidamente in diverse direzioni. Allo stesso tempo, il colpo al cuneo cade dall' alto verso il basso e parti del tronco si allontanano ai lati. Cioè, in questo caso, c'è anche una trasformazione nella direzione del movimento.
Meccanismi semplici. Esempi
Ci sono diversi tipi di apparecchi:
Piano inclinato
a) la vite viene utilizzata nelle viti, come un trapano nei martelli pneumatici, trapani; può fungere anche da meccanismo di sollevamento (vite di Archimede);
b) il cuneo contribuisce ad aumentare la pressione concentrando la massa in una piccola area. Usato in proiettile, pala, lancia.
Una leva è un dispositivo descritto da Archimede. Può fungere da trigger, interruttore.
a) il cancello viene utilizzato per la trasmissione a cinghia e per il sollevamento dell'acqua dal pozzo.
La ruota (inventata nel 3000 aC dai Sumeri) è parte integrante del sistema di ingranaggi utilizzato nei trasporti.
Il pistone contribuisce all'utilizzo dell'energia di gas o vapore in espansione riscaldati. Questo dispositivo è utilizzato nei motori a vapore e nelle armi da fuoco.
Porta
Questo dispositivo è un tamburo (cilindro) a cui è attaccata la maniglia. Di norma, veniva utilizzato come meccanismo di sollevamento per sollevare l'acqua da un pozzo. Il guadagno di forza che si ottiene utilizzando il cancello è determinato dal rapporto tra il raggio del cerchio lungo il quale si muove la maniglia e il raggio del cilindro (tamburo) su cui è avvolta la fune. L'argano appartiene al tipo moderno di cancello. Questo dispositivo è un sistema che comprende un cilindro e due ingranaggi di raggi diversi. Il guadagno di forza, che in genere dà l'argano, è determinato dall'azione combinata dei due cancelli. I dispositivi moderni danno una vittoria di quarantacento volte.
Piano inclinato
Questo semplice meccanismo viene spesso utilizzato anche quando si sollevano corpi pesanti. Il guadagno in forza è determinato dal rapporto tra la lunghezza del dispositivo stesso e la sua altezza, soggetta a basso attrito. Spesso, per creare una grande forza (ad esempio, per il funzionamento di un rompighiaccio o per tagliare la legna da ardere), viene utilizzato un tipo di piano inclinato: un cuneo. La sua azione si basa sul fatto che con una grande forza nella direzione del calcio si formano grandi forze perpendicolari alle superfici laterali del dispositivo. Un altro tipo di piano inclinato è la vite. Proprio come un cuneo, questo dispositivo è in grado di cambiare la direzione o il valore numerico della forza applicata.
Meccanismi semplici. Leva
Questo è un corpo rigido in grado di ruotare attorno a un supporto (fisso). La distanza più piccola che separa il fulcro e la retta lungo la quale la forza agisce sulla leva è chiamata spalla della forza. Per trovarlo, dovresti abbassare la perpendicolare dal fulcro alla linea d'azione della forza. La lunghezza di questa perpendicolare sarà la spalla. F1 e F2 sono le forze che agiscono sulla leva. I bracci che agiscono sul dispositivo sono L1 e L2. La leva è quindi in equilibrio quando le forze che agiscono su di essa sono inversamente proporzionali alle spalle. Questa regola può essere rappresentata come una formula: F1 / F2=L1 / L2. Questo principio è stato stabilito da Archimede. Questa regola mostra che una grande forza con una leva può essere bilanciata da una più piccola. La forza applicata a una spalla è tante volte maggiore di quella applicata all' altra quanto una spalla è maggioresecondo.
In che modo le persone usano i gadget oggi?
Meccanismi semplici nella vita di tutti i giorni sono molto comuni. Quindi, sarebbe abbastanza difficile aprire un rubinetto dell'acqua se non avesse una piccola maniglia, che è una leva abbastanza efficace. Lo stesso si può dire della chiave inglese, che viene utilizzata per allentare o serrare dadi o bulloni. Più lunga è la maniglia, più facile sarà l'azione. Quindi, quando si lavora con dadi e bulloni pesanti o grandi durante la riparazione di meccanismi complessi, vengono utilizzate macchine utensili, automobili, chiavi inglesi con impugnature lunghe fino a un metro. La porta più ordinaria è anche uno dei tipi di dispositivi in questione.
Se provi ad aprire la porta vicino al suo fissaggio, sarà molto difficile. Tuttavia, più lontano si trova la maniglia dai cardini, più facile è aprire la porta. Un buon esempio è il s alto con l'asta. La sua lunghezza è di circa cinque metri. Con l'aiuto di questa leva e il giusto sforzo, l'atleta riesce a volare fino a un' altezza di sei metri. Il braccio lungo è di circa tre metri. Le leve si trovano anche in diverse parti del corpo umano e del corpo animale. Questi sono, in particolare, mascelle, arti. Esempi domestici di leva sono tronchesi, forbici per tagliare metallo o carta. Macchine di vario tipo hanno anche dispositivi nella loro progettazione che consentono di ottenere un aumento di forza. Ad esempio, pedali o freno a mano su una bicicletta, maniglie di macchine da cucire, tasti di pianoforte.
Applicazione complessa dei dispositivi
Meccanismi semplici si trovano in una varietà di combinazioni. I dispositivi combinati includono due o più parti. Non deve essere un meccanismo complesso: molti dispositivi semplici possono essere considerati complessi. Quindi, nel tritacarne c'è un manico (cancello), una vite che spinge la carne e un tagliacoltelli (cuneo). Negli orologi da polso, le lancette vengono ruotate per mezzo di un sistema di ingranaggi che hanno diametri diversi e sono intrecciati tra loro. Uno dei noti meccanismi semplici combinati è un martinetto. Utilizza una combinazione di collare e vite.
Conclusione
Come è diventato chiaro, i meccanismi semplici facilitano notevolmente il lavoro di una persona. Possono essere costituiti da una o più parti. Allo stesso tempo, anche in presenza di due o più elementi, possono rimanere semplici, ma possono essere anche piuttosto complessi. Varie unità, macchine da stampa, motori comprendono diverse parti. Tra gli elementi ci sono leve, blocchi, viti, ruote su assi, piani inclinati, un cuneo. Tutti questi dispositivi funzionano insieme. Grazie a loro, una persona facilita notevolmente il lavoro. Il trasferimento di energia meccanica da una parte all' altra del dispositivo può essere effettuato in diversi modi. Catene, cinghie, ingranaggi o ingranaggi sono considerati i dispositivi più comuni che aiutano a trasferire la forza e fanno muovere i singoli elementi più lentamente o più velocemente, in una direzione o nell' altra. I dispositivi complessi e ad alta velocità sono controllati comesolitamente dispositivi elettronici. I sensori elettrici, grazie ad un'apposita impostazione, segnalano quando è necessario attivare un particolare meccanismo, monitorano inoltre il corretto e stabile funzionamento del sistema.
Molti dispositivi sono entrati nella vita moderna dell'uomo dai tempi antichi. Le persone migliorano costantemente i meccanismi complessi, ampliando così l'ambito della loro applicazione. Indubbiamente, nella vita quotidiana di una persona, vari dispositivi occupano un posto molto importante. Non si può immaginare molto senza l'uso di meccanismi semplici e complessi. I dispositivi sono ampiamente utilizzati nell'edilizia, nell'agricoltura, nell'estrazione mineraria e in altre aree dell'attività umana.
