De enkle maskiner De er mekaniske enheter som endrer størrelsen eller retningen til en kraft. De kan generelt defineres som de mest grunnleggende enhetene som bruker en mekanisk fordel, også kalt gearing, for å øke en kraft..
Gjennom historien har mennesker utviklet forskjellige enheter for å lette arbeidet. De viktigste er kjent som de seks typene enkle maskiner: spaken, hjulet og akselen, remskiven, det skråplanet, kilen og skruen..
Når du hører ordet maskin, tenker du på noe som en gravemaskin eller en dampmaskin. Imidlertid, i vitenskap er en maskin alt som gjør en styrke større.
En maskin kan øke mengden kraft som produseres, på bekostning av en proporsjonal reduksjon i avstanden lasten går. Mekanisk fordel er forholdet mellom produsert kraft og påført kraft.
En enkel maskin bruker en enkelt påført kraft som virker mot en enkelt belastningskraft. Når du ignorerer friksjonstap, tilsvarer arbeidet på lasten arbeidet som er utført av den påførte kraften.
Artikkelindeks
Enkle maskiner er overalt, og brukes hver dag til å utføre enkle oppgaver. De har også blitt brukt siden de tidligste dagene av menneskelig eksistens.
Enkle maskiner kan betraktes som de elementære blokkene som de mer komplekse maskinene består av, kalt sammensatte maskiner..
I mekanismen til en sykkel brukes for eksempel remskiver, spaker og hjul. Den mekaniske fordelen med en sammensatt maskin er ikke noe annet enn resultatet av de mekaniske fordelene med de enkle maskinene som komponerer den..
Selv om de fortsatt blir ansett som svært viktige innen mekanikk og anvendt vitenskap, har moderne mekanikk overskredet visjonen om enkle maskiner som de grunnleggende blokkene som alle maskiner består av..
Rundt det 3. århundre f.Kr. C. oppsto ideen om en enkel maskin, med den greske filosofen Archimedes, som studerte følgende enkle maskiner: spak, remskive og skrue.
Han oppdaget i spaken prinsippet om mekanisk fordel. Hans berømte kommentar angående spaken: "Gi meg et sted å lene meg og jeg vil bevege jorden" uttrykker sin forståelse av at det ikke var noen grense for hvor mye kraftøkning som kunne oppnås ved bruk av mekanisk fordel..
Senere greske filosofer definerte fem klassiske enkle maskiner og klarte å beregne den mekaniske fordelen de hadde.
For eksempel på jobb Mekanikk, Heron of Alexandria (10-75 e.Kr.) lister opp fem enheter som kan sette en belastning i bevegelse: remskive, hjul og aksel, spak, skrue og kil, som beskriver konstruksjon og bruk.
Grekernes kunnskap var imidlertid begrenset til statikken til enkle maskiner (styrkebalansen), ikke inkludert dynamikk, begrepet arbeid eller avveining mellom styrke og avstand..
Dynamikken til mekaniske krefter, som enkle maskiner ble kalt, begynte å bli studert i løpet av renessansen, fra perspektivet til hvor langt en last kunne løftes, i tillegg til kraften som kunne brukes, noe som til slutt førte til det nye konseptet mekanisk arbeid.
Den mekaniske fordelen med det skråplanet ble utledet av den flamske ingeniøren Simon Stevin i 1586. Det ble inkludert sammen med de andre enkle maskinene..
Den italienske forskeren Galileo Galilei utarbeidet i 1600 den komplette dynamiske teorien om enkle maskiner, i sitt arbeid Le Meccaniche, der den avslørte den underliggende matematiske likheten som effektforsterkere til disse maskinene. Han var den første som forklarte at enkle maskiner ikke skapte energi, de bare transformerte den.
Leonardo da Vinci oppdaget de klassiske reglene for glidende friksjon i maskiner, men de ble ikke publisert eller dokumentert i hans primer. I 1699 oppdaget Guillaume Amontons disse reglene, og i 1785 ble de utviklet av Charles-Augustin de Coulomb.
Enkle maskiner er enheter med ingen eller svært få bevegelige deler, noe som gjør arbeidet lettere. Hovedfunksjonen til en enkel maskin er forsterkningen av kraften eller modifiseringen av bevegelsen.
Bevegelse og kraft i en enkel maskin er uatskillelig. De er alltid i omvendt forhold.
Kraften som produseres av en spak er større enn kraften som påføres den, men bevegelsen som produseres er mindre enn bevegelsen som påføres. Det vil si at en gevinst i styrke er ledsaget av et tap av bevegelse.
I mekanikk er arbeid noe krefter gjør når de beveger seg i retningen de handler i. Det vil si at når en kraft påføres for å reise et stykke, produseres arbeid. Dette uttrykkes matematisk som: Arbeid = Kraft × Avstand.
For eksempel, for å løfte et objekt, må det gjøres arbeid som overstiger tyngdekraften og dermed være i stand til å bevege objektet opp.
For å løfte en gjenstand dobbelt så tung, tar det dobbelt så mye arbeid å løfte den samme avstand. Det ville også ta dobbelt så mye arbeid å løfte den samme gjenstanden dobbelt så langt..
Dette arbeidskonseptet er grunnleggende for å definere den mekaniske funksjonen i enkle maskiner når det gjelder kraft og bevegelse, og fremhever den uatskillelige kraften og bevegelsen..
Det er forholdet mellom styrken som utfører en jobb med hensyn til den påførte kraften. Derfor er det kraftforsterkningseffektiviteten til en enkel maskin.
Den mekaniske fordelen med enkle maskiner betyr at mindre kraft kan brukes til å flytte et objekt, men det må flyttes lengre avstand..
Mange ganger oppleves en oppgave å være vanskelig fordi den krever mye kraft. Bruk av avveining mellom avstand og styrke kan gjøre oppgaven mye enklere å fullføre.
Et eksempel er å skyve en tung gjenstand ned en rampe. Det er lettere å skyve gjenstanden ned rampen enn å løfte den til riktig høyde, men en lengre avstand må bæres.
Enkle maskiner gjør arbeidet lettere ved å utføre en eller flere av følgende funksjoner:
- Overfør en styrke fra ett sted til et annet.
- Endre retningen til en kraft.
- Øk størrelsen på en kraft.
- Øk avstanden til en kraft.
Selv om enkle maskiner har mange forskjellige former, kommer de i seks grunnleggende typer:
- Kile: enhet for å skille ting.
- Hjul og aksel: brukes til å redusere friksjon og som en kraftmultiplikator.
- Spak - beveger seg rundt en støttepunkt for å øke eller redusere mekanisk fordel.
- Skråplan - løfter gjenstander når du klatrer i en skråning.
- Skrue - en enhet som kan løfte eller holde ting sammen.
- Remskive: endre retningen til en kraft.
Enkle maskiner hjelper mennesker med å øke kraften som brukes på et objekt. Gi en mekanisk fordel for å flytte gjenstander.
Som arbeidsformelen indikerer, er den viktigste fordelen med enkle maskiner at man tillater samme mengde arbeid ved å bruke mindre kraft over større avstand..
For eksempel vil du løfte en gjenstand som veier 10 kilo 2 meter fra bakken. 10 kg kraft kan utøves på objektet i oppovergående retning, i en avstand på 2 meter, og gjør dermed 20 ton arbeid.
Hvis en 3 meter spak ble brukt, plasserer du gjenstanden i den ene enden og plasserer en 10 cm støttepunkt under stangen på 1 meters avstand fra gjenstanden, må du skyve ned i den andre enden for å løfte gjenstanden med en kraft av bare 5 kilo.
Imidlertid må enden av spaken skyves ned 4 meter for å løfte gjenstanden bare 2 meter.
Det er en avveining. Senking av spaken dobler den forrige avstanden, men reduserer kraften som kreves med halvparten, og gjør samme mengde arbeid..
Det er en slags stiv stang som støttes av en fast støttepunkt. Den består av en last, som er gjenstanden som skal flyttes eller løftes, en støttepunkt som er dreietappen, og en innsats, som er kraften som kreves for å bevege eller løfte lasten..
Å påføre en kraft i den ene enden av spaken skaper en større kraft i den andre enden. Den påførte kraften vil øke eller redusere avhengig av avstanden fra støttepunktet til belastning og belastning.
Den består av et hjul festet til en mindre aksel slik at disse to delene roterer sammen, hvor en kraft overføres fra den ene til den andre. Et hengsel støtter akselen, slik at den kan roteres.
Det letter arbeidet med å flytte gjenstander over avstander. Hjulet, som er den runde enden, roterer med den sylindriske aksen og forårsaker bevegelse.
Det kan også forsterke kraften. En liten kraft påført på omkretsen til et stort hjul kan bevege en større last festet til en aksel..
Den er designet for å støtte bevegelse og retningsendring av et stramt tau. Tauet vikles rundt et hjul. Når hjulet snur, beveger tauet seg i begge retninger.
Hvis en krok er koblet til tauet, kan hjulets rotasjon brukes til å heve og senke gjenstander, noe som letter arbeidet.
Det er en flat overflate, med den ene enden høyere enn den andre, brukt som støtte for å heve eller senke en last. De brukes mye til å bevege tunge belastninger over vertikale hindringer.
Å bevege et objekt oppover i et skrått plan krever mindre kraft enn å løfte det direkte, på bekostning av en økning i tilbakelagt avstand..
Den mekaniske fordelen med et skrått plan er lik forholdet mellom lengden på den skrå overflaten og høyden den dekker.
Det er et trekantet verktøy. Kan brukes til å skille to gjenstander, fjerne deler av et objekt, løfte det eller holde et objekt på plass.
Det fungerer ved å konvertere en kraft som påføres den stumpe enden til krefter vinkelrett på den skrå overflaten.
Den mekaniske fordelen er gitt av forholdet mellom skråningens lengde og bredden.
Det er en mekanisme som omdanner rotasjonsbevegelsen til lineær bevegelse og rotasjonskraften (moment) til en lineær kraft. En skrue er egentlig en annen type skråplan.
Dens vanligste form består av en sylindrisk aksel med spiralformede spor som kalles gjenger langs utsiden..
Skruen passerer gjennom et hull i et annet objekt eller medium med innvendige gjenger som griper inn i skruegjengene..
Noen eksempler på spaker er dørhåndtak, klør på en spikerfjerningshammer, jernspaker, lysbrytere, flaskeåpnere og hengsler..
De blir funnet der ting går rundt i en sirkel, for eksempel en elektrisk vifte, en motor, en svingdør, en karusell og et hvilket som helst hjul, enten det er i bilen, på et skateboard eller på en sykkel..
De brukes i gardiner og persienner for å flytte dem opp og ned, eller frem og tilbake.
De kan ta noe opp fra bakken, som et flagg på en stang. Tauet trekkes ned, men flagget går opp.
De brukes også i industrien for å heve og senke tunge belastninger, på skip for å heve og senke seil, eller i kraner som skal brukes på anleggsmaskiner i bevegelse..
Heiser bruker også trinser for å flytte bilen ned og opp fra gulv til gulv..
Brukes i scooterparker, rullestolramper og for tungt utstyr for å komme inn og ut på baksiden av lastebiler.
Modifiserte versjoner av en rampe funnet i trapper, rulletrapper, gangstier og til og med på lysbilder som brukes til å slippe post i postkassen, helt opp til et tog som går opp en skråning..
Noen eksempler på kiler som brukes til å skille, kan være en spade, en kniv, en øks, en pickaxe, en sag, en saks eller en isplukk..
Kiler kan også holde ting sammen, som i tilfelle stift, stifter, stifter, negler eller dørstoppere.
Noen eksempler er på en drill, et glasslokk, en lyspære, en bolt, flaskehetter, kraner og penner..
En annen bruk av skruen er i en enhet som kalles en skruepumpe. Det er en enorm hydraulisk maskin formet som en skrue som går i vannet. Når den roterer, takket være skrueformen, går vannet opp den vridne akselen og stiger til der det trengs. Skruepumper brukes ofte til vanning og i landbruksmiljøer som gårder.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.