Учнівський блог: березня 2014

висновок

Застосовуючи прості механізми, можна змінювати як силу, прикладену до тіла, так і шлях, від яких залежить значення роботи. При застосуванні реальних простих механізмів на практиці виявляється, що їх застосування навіть дає деякий програш у роботі. Адже виконуючи роботу за опомогою простого механізму, треба ще й переміщувати блок чи важіль, які мають певну вагу, переборювати сили тертя тощо. Цю роботу не можна назвати корисною.

Жоден із простих механізмів не дає виграшу в роботі. Якщо виграємо в силі, то програємо в шляху.

Щоб оцінити якість того чи іншого простого механізму, порівнюють корисну роботу, яку необхідно виконати без цього механізму, з роботою, яка виконується із застосуванням простого механізму.

Коефіцієнт корисної дії може мати різні значення. Чим він більший, тим кращим вважається механізм. Але жоден дослідник чи інженер не зміг виготовити механізм, який мав би ККД більший чи рівний 100 % . І це не через недосконалість технологій. Просто цьому заважають закони природи, які людина не може змінити.
Щоб оцінити якість того чи іншого механізму, потрібно порівняти повну роботу і корисну роботу.

використання важелів

Ми знайшли де використовується важіль

Ми будували простий механізм

За будовою можна виділити важелі трьох типів.^[3]

У важелі першого типу точки прикладення сил лежать з різних боків від точки опори. Одна з сил намагається повернути важель за годинниковою стрілкою, інша — проти годинникової стрілки. Для того, щоб отримати виграш у силі, потрібно, щоб плече, до якого прикладена сила, було довшим за плече навантаження.
У важелі другого типу обидві точки прикладення сил лежать по один бік від точки опори і тягар має менше плече. Щоб підняти тягар, необхідно направити силу вгору. Приклади таких важелів — тачка, лом.
У важелі третього типу обидві точки прикладення сил лежать по один бік від точки опори, але тягар має більше плече. При цьому потрібно прикладати силу, більшу за тягар. Приклад такого важеля — ложка.

Іноді важелі використовуються не для того, щоб отримати виграш у силі, а для того, щоб отримати виграш у відстані, на яку переміщається вантаж. Приклад такого використання — криничний журавель або будівельний кран.

Блок. Види блоків

Блок - простий механічний пристрій, що використовується здебільшого для підйому вантажів, колесо з жолобом, що обертається навколо закріпленої осі. Жолоб призначений для мотузки, канату, ланцюга, ременя. Блок може бути нерухомим, коли його вісь жорстко закріплена на опорі, або рухомим. Нерухомий блок вживається для підйому невеликих вантажів або для зміни напрямку сили.

Умова рівноваги блоку:

$~F=fmg$ ,

де F - зовнішнє зусилля, m - маса вантажу, g - прискорення вільного падіння, f - коефіцієнт опору в блоці (для ланцюгів приблизно 1.05, а для мотузок - 1.1). При відсутності тертя для підйому потрібна сила, рівна вазі вантажу:

$~F=mg$ .

Рухомий блок має вільну вісь і призначений для зміни величини прикладених зусиль. Якщо кінці мотузки, що охоплює блок, складають з горизонтом рівні між собою кути, то сила, що діє на вантаж, відноситься до його ваги, як радіус блоку до хорди дуги, обхопленної канатом; звідси, якщо мотузки паралельні (тобто коли дуга, охоплена мотузкою, дорівнює напівколу), то для підйому вантажу сили буде потрібно вдвічі менше, ніж вага вантажу, тобто:

$~F={1 \over {2}}fmg$ .

При цьому вантаж пройде відстань, удвічі меншу від пройденої точкою прикладання сили F, відповідно, виграш у силі рухомого блоку дорівнює 2.

Застосування простих механізмів

Прості механізми — різні пристрої, які дозволяють виконувати роботу за умови прикладання до тіла порівняно невеликої сили та змінювати напрям дії сили на зручніший для людини.

Традиційно виділяють шість простих механізмів:

Іноді цей список скорочують, вважаючи, наприклад, що клин та гвинт є різновидами похилої площини. Іноді до простих механізмів додають також гідравлічні пристрої, такі як поршень.

прості механізми також створені для змінення сили