МЕХАНИЗМЫ

МЕХАНИЗМЫ
Механизмы - это приспособления
для преобразования силы
Используемые человеком
механизмы могут быть устроены
очень сложно, однако для
понимания их работы достаточно
изучить
простые механизмы
К простым механизмам относятся:
 Рычаг (в т. ч. блоки, вороты)
 Наклонная плоскость (в т. ч.
клин, винт)
НАКЛОННАЯ ПЛОСКОСТЬ
Применяется для того, чтобы получить
выигрыш в силе, т о есть при помощи
меньшей силы противодействовать большей
силе.
Вкатывая бочки по
наклонной плоскости,
пираты прикладывают
меньшую силу, нежели
если бы они поднимали
бочки на веревках.

Таким
образом, силы,
прикладываемые
пиратами, меньше веса
бочек.
КЛИН
(разновидность наклонной плоскости)
Клин, вбиваемый в полено,
действует на него сверху вниз.
При этом он раздвигает
образующиеся половинки влево
и вправо. То есть клин изменяет
направление действия силы.
Кроме того, сила, с которой он
раздвигает половинки бревна,
гораздо больше силы, с которой
молот воздействует на клин.
Следовательно, клин изменяет и
величину приложенной силы.
ВИНТ
(разновидность наклонной плоскости)
На рисунке изображен картонный треугольник,
расположенный рядом с цилиндром (рис. "б").
Наклонной плоскостью служит ребро картона.
Обернув треугольник вокруг цилиндра, мы получим
винтовую наклонную плоскость (рис. "в").
Винт может изменять направление и
величину приложенной силы
Поворачивая рукоятку
штопора по часовой
стрелке, мы вызываем
продвижение винта
штопора вниз. Другими
словами, происходит
преобразование
движения: вращательное
движение штопора
приводит к его
поступательному
движению.
РЫЧАГ
Рычагом называют твердое тело,
которое может вращаться вокруг
неподвижной опоры.
Еще до Нашей Эры
люди начали применять
рычаги в строительном
деле. На рисунке
изображено
использование рычага
при постройке
пирамид в Египте.
При помощи рычага можно маленькой
силой уравновесить большую силу.
Рычагом является колодезный
ворот - бревно с прикрепленной к
нему изогнутой ручкой.
Ось вращения ворота проходит
сквозь бревно.
Меньшей силой служит сила руки
человека, а большей силой - сила,
с которой ведро и свисающая
часть цепи тянет вниз.
Блок
(разновидность рычага)
Блок представляет
собой колесо с
желобом,
укрепленное в
обойме. По желобу
блока пропускают
веревку, трос или
цепь.
Разновидности блоков:
 Неподвижный
 Подвижный
Неподвижный блок
Это такой блок, ось которого
закреплена и при подъеме
грузов на поднимается и не
опускается.
Неподвижный блок не дает
выигрыша в силе (F1=F2), но
позволяет менять направление
действия силы (удобно
поднимать груз стоя на земле).
1
Подвижный блок
Это блок, ось которого
поднимается и опускается
вместе с грузом.
Подвижный блок дает
выигрыш в силе в 2 раза
(F1=F2/2).
• Прямая, проходящая через
вектор силы
называется линией действия
силы
•Кратчайшее расстояние от оси
рычага до линии действия силы
называется плечом силы
На чертеже плечом большей силы является,
отрезок OB
а плечом меньшей силы - отрезок OA.
Причем OA > OB.
Равновесие сил на рычаге
При равновесии
рычага плечо
меньшей силы во
столько раз больше
плеча большей силы,
во сколько раз
большая сила
больше меньшей.
F2 d1

F1 d 2
Момент силы
Если на любой рычаг посмотреть
с такой стороны, с которой его
ось видна «с торца», то при
таком взгляде любая сила,
приложенная к рычагу, будет
поворачивать его либо по ходу
часовой стрелки (как сила
руки), либо против хода часовой
стрелки (как сила, с которой
цепь тянет вниз).
Моментом силы называют
произведение силы на ее плечо:
M= F * d
Единицей измерения момента силы служит
ньютон-метр 1 Н· м
Опыты показывают, что рычаг находится в
равновесии, если суммы моментов сил,
вращающих рычаг в противоположные
стороны (против и по ходу часовой стрелки),
равны друг другу.
Это утверждение называется законом
равновесия рычага:
"Золотое правило" механики
На рис. видно, что при пользовании рычагом
более длинный его конец проходит больший
путь
Таким образом, закон гласит: во сколько раз
механизм дает выигрыш в силе, во столько же
раз получается проигрыш в расстоянии
Применение рычага в повседневной
жизни:
ножницы, кусачки, ножницы для резки
металла
 ручка швейной машины, педали или
ручной тормоз велосипеда, клавиши
пианино
 весы

Рычаги встречаются также в разных частях
тела животных и человека:
 конечности, челюсти.
Возникновение простых механизмов
стало возможным благодаря
изобретениям Архимеда
Великий математик, механик и
инженер древности Архимед
родился в 287 г. до н. э.
(предположительно) в
Сиракузах – богатом торговом
городе Сицилии.
Изобретённый Архимедом
бесконечный винт для
вычерпывания воды до сих пор
применяется в Египте.
Значение простых механизмов в нашей
жизни велико, так как они существенно
облегчают ее и способны осуществить
даже неосуществимое. Так, Архимед
говорил: «Дайте мне точку опоры, и я
сдвину Землю».