Sinds de oudheid probeert de mens zijn werk gemakkelijker te maken. Hiervoor gebruikt hij verschillende apparaten. Wat zijn de eenvoudigste mechanismen? Wat zijn de soorten van deze apparaten? Wat is het verschil tussen eenvoudige en complexe mechanismen? Hierover en nog veel meer - verderop in het artikel.
Algemene informatie
Eenvoudige mechanismen (van het Grieks. "machine, tool") - apparaten die aan kracht winnen. Sommige van deze apparaten verschenen in de oudheid zelf. Eenvoudige mechanismen kunnen onafhankelijke apparaten zijn of elementen zijn van complexere eenheden. Afhankelijk van het type constructie wordt ook de omvang van dit of dat apparaat bepaald. Het gebruik van eenvoudige mechanismen vergemakkelijkt de menselijke activiteit aanzienlijk. Dergelijke apparaten geven een winst in kracht. Een wig die in een boomstam wordt gedreven, heeft bijvoorbeeld meer kracht dan de slag op het armatuur zelf. Daarom barst de boom snel in verschillende richtingen. Tegelijkertijd v alt de slag op de wig van boven naar beneden en delen van het blok gaan naar de zijkanten uit elkaar. Dat wil zeggen, in dit geval is er ook een transformatie in de bewegingsrichting.
Eenvoudige mechanismen. Voorbeelden
Er zijn verschillende soorten armaturen:
Hellend vlak
a) de schroef wordt gebruikt in schroeven, zoals een boor in jackhammers, boren; kan ook dienen als hefmechanisme (schroef van Archimedes);
b) de wig draagt bij aan een verhoging van de druk door de massa in een klein gebied te concentreren. Gebruikt in kogel, schop, speer.
Een hefboom is een apparaat beschreven door Archimedes. Kan fungeren als trigger, schakelaar.
a) de poort wordt gebruikt voor riemoverbrenging en het oppompen van water uit de put.
Het wiel (uitgevonden in 3000 voor Christus door de Sumeriërs) is een integraal onderdeel van het tandwielsysteem dat in het transport wordt gebruikt.
De zuiger draagt bij aan het gebruik van de energie van verwarmde expanderende gassen of stoom. Dit apparaat wordt gebruikt in stoommachines en vuurwapens.
Poort
Dit apparaat is een trommel (cilinder) waaraan het handvat is bevestigd. In de regel werd het gebruikt als een hefmechanisme om water uit een put te halen. De krachtwinst die wordt verkregen bij gebruik van de poort wordt bepaald door de verhouding van de straal van de cirkel waarlangs de handgreep beweegt tot de straal van de cilinder (trommel) waarop het touw is gewikkeld. De lier behoort tot het moderne type poort. Dit armatuur is een systeem met een cilinder en twee tandwielen met verschillende radii. De krachtwinst, die in het algemeen de lier oplevert, wordt bepaald door de gecombineerde werking van de twee poorten. Moderne apparaten geven een overwinning van veertighonderd keer.
Hellend vlak
Dit eenvoudige mechanisme wordt ook vaak gebruikt bij het tillen van zware lichamen. De krachtwinst wordt bepaald door de verhouding van de lengte van het apparaat zelf tot zijn hoogte, onderhevig aan lage wrijving. Om een grote kracht te creëren (bijvoorbeeld voor het bedienen van een ijsbreker of voor het hakken van brandhout), wordt vaak een soort hellend vlak gebruikt - een wig. De werking ervan is gebaseerd op het feit dat met een grote kracht in de richting van de kolf grote krachten worden gevormd die loodrecht op de zijvlakken van het apparaat staan. Een ander type hellend vlak is de schroef. Net als een wig is dit apparaat in staat om de richting of numerieke waarde van de uitgeoefende kracht te veranderen.
Eenvoudige mechanismen. Hendel
Dit is een star lichaam dat rond een (vaste) steun kan draaien. De kleinste afstand tussen het draaipunt en de rechte lijn waarlangs de kracht op de hefboom inwerkt, wordt de schouder van de kracht genoemd. Om het te vinden, moet je de loodlijn van het draaipunt naar de werklijn van de kracht verlagen. De lengte van deze loodlijn is de schouder. F1 en F2 zijn de krachten die op de hefboom werken. De armen die op het apparaat werken, zijn L1 en L2. De hefboom is dan in evenwicht wanneer de krachten die erop werken omgekeerd evenredig zijn met de schouders. Deze regel kan worden weergegeven als een formule: F1 / F2=L1 / L2. Dit principe is ontwikkeld door Archimedes. Deze regel laat zien dat een grote kracht met een hefboom kan worden gecompenseerd door een kleinere. De kracht die op de ene schouder wordt uitgeoefend, is net zo vaak groter dan die op de andere als de ene schouder groter istweede.
Hoe gebruiken mensen tegenwoordig gadgets?
Eenvoudige mechanismen in het dagelijks leven zijn heel gewoon. Het zou dus vrij moeilijk zijn om een waterkraan te openen als deze geen klein handvat had, wat een redelijk effectieve hendel is. Hetzelfde kan gezegd worden over de sleutel, die wordt gebruikt om moeren of bouten los of vast te draaien. Hoe langer het handvat, hoe gemakkelijker de actie zal zijn. Dus, bij het werken met zware of grote moeren en bouten bij het repareren van complexe mechanismen, worden werktuigmachines, auto's, sleutels met handgrepen tot een lengte van een meter gebruikt. De meest gewone deur is ook een van de soorten apparaten in kwestie.
Als je de deur probeert te openen in de buurt van de sluiting, zal dat erg moeilijk zijn. Hoe verder de hendel van de scharnieren verwijderd is, hoe gemakkelijker het is om de deur te openen. Een goed voorbeeld is het polsstokhoogspringen. De lengte is ongeveer vijf meter. Met behulp van deze hendel en de juiste inspanning slaagt de atleet erin om tot een hoogte van maximaal zes meter te vliegen. De lange arm is ongeveer drie meter. Hefbomen worden ook gevonden in verschillende delen van het menselijk lichaam en het lichaam van een dier. Dit zijn in het bijzonder kaken, ledematen. Huishoudelijke voorbeelden van een hefboom zijn draadknippers, scharen voor het snijden van metaal of papier. Machines van verschillende typen hebben ook apparaten in hun ontwerp die het mogelijk maken om aan kracht te winnen. Bijvoorbeeld pedalen of een handrem op een fiets, handgrepen van naaimachines, pianotoetsen.
Complexe toepassing van armaturen
Eenvoudige mechanismen zijn te vinden in verschillende combinaties. Gecombineerde apparaten bevatten twee of meer onderdelen. Het hoeft geen complex mechanisme te zijn - veel eenvoudige apparaten kunnen als complex worden beschouwd. Dus, in de vleesmolen is er een handvat (poort), een schroef die het vlees duwt en een mes-snijder (wig). Bij polshorloges worden de wijzers gedraaid door middel van een systeem van tandwielen die verschillende diameters hebben en in elkaar grijpen. Een van de bekende gecombineerde eenvoudige mechanismen is een krik. Het gebruikt een combinatie van kraag en schroef.
Conclusie
Zoals duidelijk werd, vergemakkelijken eenvoudige mechanismen het werk van een persoon enorm. Ze kunnen uit een of meer delen bestaan. Tegelijkertijd kunnen ze, zelfs in aanwezigheid van twee of meer elementen, eenvoudig blijven, maar ze kunnen ook behoorlijk complex zijn. Diverse units, drukpersen, motoren inclusief diverse onderdelen. Onder de elementen bevinden zich hefbomen, blokken, schroeven, wielen op assen, hellende vlakken, een wig. Al deze apparaten werken samen. Dankzij hen vergemakkelijkt een persoon het werk enorm. De overdracht van mechanische energie van het ene deel van het apparaat naar het andere kan op verschillende manieren gebeuren. Kettingen, riemen, tandwielen of tandwielen worden beschouwd als de meest voorkomende apparaten die helpen kracht over te dragen en individuele elementen langzamer of sneller in de ene of de andere richting te laten bewegen. Complexe en snelle apparaten worden bestuurd als:meestal elektronische apparaten. Elektrische sensoren laten dankzij een speciale instelling zien wanneer het nodig is om een bepaald mechanisme in te schakelen, ze bewaken ook de correcte en stabiele werking van het systeem.
Veel apparaten kwamen uit de oudheid naar het moderne leven van de mens. Mensen verbeteren voortdurend complexe mechanismen, waardoor de reikwijdte van hun toepassing wordt uitgebreid. Ongetwijfeld nemen verschillende apparaten in het dagelijks leven van een persoon een zeer belangrijke plaats in. Veel is niet denkbaar zonder het gebruik van eenvoudige en complexe mechanismen. Apparaten worden veel gebruikt in de bouw, landbouw, mijnbouw en andere gebieden van menselijke activiteit.
