De skråplan Det er en enkel maskin som består av en flat overflate som danner en vinkel i forhold til den horisontale. Hensikten er å redusere innsatsen som kreves for å løfte en gjenstand til en viss høyde.
En vanlig bruk er å løfte tung last på en byggeplattform eller et kjøretøy. Erfaringsmessig vet vi at på denne måten reduseres innsatsen, mot å øke avstanden for å bli tilbakelagt litt..
Så i stedet for å løfte gjenstanden vertikalt i en høyde h, blir den laget for å bevege seg en avstand d over overflaten av det skråplanet. Deretter bidrar overflaten til å balansere en del av gjenstandens vekt, spesielt den vertikale komponenten av den samme.
Anvendt kraft F Det er ansvarlig for å flytte den horisontale delen av vekten, hvis størrelse er mindre enn vekten i seg selv. Derfor er størrelsen på F er mindre enn størrelsen på kraften som kreves for å løfte kroppen direkte.
Reduksjonen i innsats som kreves kalles mekanisk fordel, et prinsipp oppdaget av den store gamle fysikeren Archimedes fra Syracuse (287-212 f.Kr.). Jo større den mekaniske fordelen, desto mindre innsats må det gjøres for å utføre oppgaven.
Artikkelindeks
Enkle maskiner som det skråplanet har vært kjent siden forhistorisk tid. Tidlige mennesker brukte skjæreinstrumenter laget av stein for å lage pilespisser for å jakte og kutte tre for å lage redskaper..
Den mekaniske fordelen M av en enkel maskin er definert som kvotienten mellom størrelsen på utgangskraften og inngangskraften. Det er derfor en dimensjonsløs mengde.
Vanligvis er størrelsen på utgangskraften større enn inngangskraften og M> 1. Men det er veldig delikate oppgaver som fortjener en reduksjon i utgangskraften, som det er tilfellet med klemmene, for hvilke M < 1.
Som eksempler på anvendelsen av det skråplanet har vi:
Ramper er nyttige for å løfte tunge gjenstander til en viss høyde, og krever en kraft av mindre størrelse enn gjenstandens vekt..
Den mekaniske fordelen M av en jevn rampe, uten friksjon, beregnes ved å lage kvotienten mellom lengden, kalt “d” og høyden, betegnet som “h”:
M = d / t
Imidlertid er det i praksis friksjon mellom overflatene, derfor er den virkelige mekaniske fordelen litt mindre enn M (se løst oppgave 2).
De består av et dobbelt skråplan laget av motstandsdyktig materiale med to kontaktflater, som gir høye friksjonskrefter på grunn av skjærekanten som dannes på kanten..
Skjærekanten er i stand til å overvinne motstanden til materialet og skille det i stykker ved hjelp av en hammer for å bruke kraft. Bruken av kilen utvides ved å feste et håndtak til den, som en øks.
Kniver, økser og meisler er gode eksempler på bruk av kiler som skjæreinstrumenter. Folks snittetenner er også formet på denne måten for å kutte mat i mindre, seige biter.
Jo lenger kilen er og jo mindre vinkelen på skjærekanten er, desto større er den mekaniske fordelen med verktøyet, som er gitt av:
M = 1 / tg α
Hvor α er vinkelen ved forkant. Spisse former som kiler fungerer ikke bare for å overvinne treets motstand. Kjøretøy som fly og båter har også kileformer for å overvinne luftmotstand og få fart..
Det er et skråplan i en annen hverdagsenhet som brukes til å fikse deler: skruen. Skruetråden er et skråplan viklet rundt skruens sylindriske akse.
En inngangskraft påføres FJeg til skruen og når du dreier en omgang av størrelse 2πR, hvor R er radius, beveger skruen seg en avstand p, kalt Han passerte. Denne avstanden er den som skiller to påfølgende gjenger på skruen.
Figuren viser et frikroppsdiagram over et objekt på et plan skrått i vinkel α. Forutsatt ingen friksjon, er kreftene som virker på objektet: de normale N, utøvd vinkelrett og W vekten, som er loddrett.
Komponenten av vekten i retning av normalen er WY, som kompenserer dette normale, siden objektet ikke beveger seg over planet, men parallelt med det. En kraft F brukt på objektet må i det minste kompensere for W-komponentenx slik at objektet går opp det skråplanet.
Hvis friksjon vurderes, må det tas i betraktning at den alltid er imot bevegelse eller mulig bevegelse. Når objektet beveger seg på overflaten av det skråplanet, virker den kinetiske friksjonen, hvis objektet går oppover, den kinetiske friksjonen Fk den er rettet i motsatt retning og kraft F må også ha ansvaret for å beseire den.
Finn vinkelen som en kilespiss må ha for at den mekaniske fordelen skal være 10.
I tidligere seksjoner ble det fastslått at den mekaniske fordelen M ved kilen ble gitt av:
M = 1 / tg α
Hvis M må være verdt 10:
1 / tg α = 10
tg α = 1/10 → α = 5,71º
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.