12Мар

Простые машины: Недопустимое название — Викитека

Содержание

Простые машины | Физика

Рычаг

Перекладина, которая вращается вокруг оси, представляет собой элементарное механическое устройство — рычаг. Архимед первым исследовал действие рычага с научной точки зрения и установил, что длина плеча рычага обратно пропорциональна силе, действующей на рычаг.

Если мы приложим малую силу к длинному плечу рычага, то это действие аналогично приложению большей силы к короткому плечу рычага.

Закон рычага гласит: рычаг находится в равновесии, если по обе стороны от оси вращения произведение длины рычага и силы одинаково.

Наклонная плоскость

Если мы хотим поднять тяжелый ящик на какую-то высоту h, то это можно проделать различными способами.

Поднимая ящик вертикально вверх, надо приложить силу F, равную силе гравитации Fg.

Если мы будем тащить ящик по наклонной плоскости, то этот процесс окажется более легким, чем непосредственное поднятие. В данном случае сила тяги прикладывается параллельно наклонной плоскости.

В случае с наклонной плоскостью ящик проделает более длинный путь s, чем при непосредственном поднятии, но зато появится возможность сэкономить силу. Чем больше s, тем меньшую силу F нужно приложить.

Блоки

Если надо поднять очень тяжелые предметы, то можно использовать блок. Но закрепленный блок отнюдь не экономит силу, а распределяет ее. Значение высоты подъема h равно длине подъема s, следовательно приложенная сила равна силе тяжести.

Если использовать комбинацию из различных блоков, то силу тяги можно уменьшить, так как сила тяжести распределится на все имеющиеся тросы и крепления подъемника. Это устройство называется полиспаст.

Рассмотрим следующий пример. Длина s намного, предположим в два раза, больше высоты h. В таком случае сила тяжести разделится на две силы, по одной на каждую из веревок блока. Отсюда следует, что сила тяги равна силе тяжести, деленной на количество креплений.

В этом примере сила тяги равна лишь одной четвертой силы тяжести, так как в подъеме участвуют уже четыре троса. Но обратим внимание на то, что здесь длина s в четыре раза больше высоты h.

Простые машины

Содержание:

Простые машины

  • Простая машина это полностью подключенная система. На машину действуют 2 силы. 1 Называется движущей силой, другой 1 называется R Resistance. To находя равновесное состояние, машина информируется только о бесконечно малых возможных перемещениях, допускаемых муфтой. При этом смещении P проецируется в направлении P смещения движущей силы точки A в направлении AA, а qR проецируется в направлении сопротивления точки B в направлении смещения BB в направлении R. Рисунок PO .Равновесное состояние переходит в возможное смещение вместо смещения. Получить условие пуп + РВР = вопрос. 4 = г Где Up проекция на P, а R возможная проекция Возможная скорость U точки A и Vr равна скорости V точки B. 

В равновесии движущая сила и сопротивление будут представлять собой обратное отношение проекции возможной скорости точек приложения этих сил в направлении действия силы. Это то, что он сказал в следующем что выигрывает теряет скорость. 1.Клиновой пресс. Клин представляет собой равнобедренную призму Он зажат между 2 толстыми досками, одна закреплена, а другая движется горизонтально. Движущей силой является вертикальное давление, действующее на основание клина, которое предполагается горизонтальным. Сопротивление это горизонтальная сила Rt Галилей формат: включена Переместите горизонтальную подвижную пластину, чтобы действовать. Рассмотрим возможное смещение клина от ABC до a b c 9 рис. 

Эти условия очень просто выражаются при помощи следующего построения, приводящего к многоугольнику Вариньона. Людмила Фирмаль

Смещение bR равно B со знаком минус, то есть если угол C равен 2a, то bR = 2BH g a = 26P tg a. В результате состояние равновесия выглядит следующим образом ПБП тг 2Р и 6р = о Или Р = 2Р тг собой. Использование клиньев выгодно, чем меньше угол. 2.Винтовой пресс. Предположим, что движущей силой является сила P рис.112, перпендикулярная оси винта Bz, приложенная в точке A расстояния a, перпендикулярного плоскости AzB от этой оси, и сопротивление R, действующее вдоль самой оси. Бесконечно малое вращение 5 проекция дуги спирали, которая описывается точкой а, в единственном движении, допускаемом соединением, на Р это дуга радиуса а центрального угла 60.

Очень важный = 86 Где h шаг винта. Движение винта вдоль оси пропорционально его вращению, а шаг h величина этого движения при полном вращении винта. Форма равновесного состояния является PaB R. 80 = 0 Из этого видно, что выгодно увеличить расстояние рис U2. уменьшить шаг винта. 3.Квинтэссенция. Весы состоят из коромысла ABC рис. 113, которое вращается вокруг точки O и поддерживает 2 горизонтальные платформы с помощью шарнирно соединенных стержней BB и CC к нему Рисунок 113.

Утяжеленное тело помещено на верхней платформе и сбалансировано весом P суспендировать на пункте A так, что коромысло ABC будет горизонтально. Поверните 60 коромысла бесконечно мало вокруг оси, очевидно ZP = OA 60. Что касается перемещения 6P, то оно зависит от положения груза на платформе FB. Если только платформа не движется параллельно самой себе, то есть если точки F и B не увеличиваются на одну и ту же величину. Заметим, что для представления этого состояния точка B поднимается на ту же величину, что и B, то есть на 60 об. Точка с увеличивается на 60 оС, а точка С на столько же.

Точка F поднимается до OS 60. Поэтому желательным состоянием является С Ребенок следующим образом Если ОБИ ОС. ЕСЛИ ОБЬ ОС Линии 01 и BF пересекают CC .С этим Предположения у нас есть Если ZR = OB 60 и условие 56 выполнено, то баланс будет находиться в равновесии so = o, = А дальше все происходит так, как будто измеренное тело подвешено прямо в точке Б 4.Весы ровал это. Шарнирный параллелограмм ABCD рис.114 может вращаться вокруг 2 противоположных средних точек O и O , причем эти точки находятся на одной вертикали. Стороны AD и BC остаются четко вертикальными.

Когда установлены 2 колодки В этом случае возможные перемещения будут равны, но так как знак будет противоположным, то для баланса 2 х нагрузок Р и Р, размещенных на них, эти нагрузки должны быть одинаковыми. same. As в случае балансировочных грузов состояние равновесия не зависит от положения объекта на поверхности. site. In кроме того, равновесие возникает во всех положениях. Будет безразлично. До сих пор вес стержня игнорировался.

Вес вертикальных стержней AD и BC одинаков, поэтому сумма возможных заданий равна нулю, а веса стержней AB и CD применяются в фиксированных точках O и O , поэтому сумма заданий также равна zero. In фактически стержни AB и CD заменяются твердым телом с весом p и p , где центроид находится в точках g и g , Когда линии AB и CD горизонтальны. Предположим, что в этом положении устанавливается равновесие. Из за возможного движения системы точки g и g обычно перемещаются в p и p , представляя собой дугу окружности с центром в точках O и O , respectively. As в результате суммарная возможная работа шкалы все равно будет равна нулю, а состояние равновесия всегда будет P R.

Только равновесие не безразлично, так как в другом положении работа шкал p и p включается в расчеты. 5.Кривошипный механизм. Стержень АО рис. 115 поворачивается к стержню длиной b OB к неподвижному O концом A. Ось, а конец О имеет стержень oo длины o, и его конец скользит без трения, проходя через точку A перпендикулярно. На палец F, который всегда связан с АО, действует движущая сила PP, которая, как предполагается, передается в точку. Сопротивление это вертикальная сила BRlt, которая блокирует движение точки B. единственное движение, допускаемое соединением, является результатом поворота стержня АО на 1 угол. При таком смещении работа силы P равна РПР = раеьа.

  • Задача сопротивления R bx. Где X расстояние Ab. Треугольник АОВ 4 2ax потому что И с дифференциацией мы получаем О = Х ВХ а потому что ВХ 4 Син Син ба, откуда ну грех а о.= бакалавр искусств х потому что Таким образом, состояние равновесия является п р ах грех а АЭ х хорошо живется в Нарисуйте OD и AC перпендикулярно AB, а точку в C Пересечение последнего перпендикуляра и продолжения линии VO.

У нас есть ОД = грех, ВD = х а потому что, = 4 = БД ОО Условие равновесия описывается в простой форме: Спикер P xod Ах. AEBD 6.Поли паста 2 блочных систем, в которых общая клетка или блок прикреплены к общей оси или к отдельной оси. Первая система остается неподвижной, а вторая движется рис.116.Предположим, что каждая система состоит из 3 блоков. Первый блок это блок, В, С, и 2 от Блока АВ на АВ. В фиксированной точке B первой системе клип, веревка фиксируется, А1а, а ag, …Движущей силой Р является напряжение, действующее на свободный конец троса. Сопротивление R это нагрузка, подвешенная в нижней части подвижной системы. Между 2 системами блоков 6 частей частей, ГХ…… Параллельный.

Рассмотрим веревочный многоугольник, находящийся в равновесии под действием сил, приложенных к его различным вершинам. Людмила Фирмаль

Общая длина нити равна L1..1 это не одно и то же. Если вы переместите свободный конец нити на 6P, каждая часть, окруженная 2 блочными системами, будет сокращена на P. Это выражение является значением br, с противоположным знаком, и находится в равновесии. Подъем. Каждый из них Полиспаст крепится Веревку я заключаю можно считать па 1 = я Р 7. Неэластичная цепь скользит без трения по фиксированной кривой.

Предположим, что A и B концы цепи и их толщина бесконечно мала, F сила, приложенная непосредственно к элементу dst в точке C, Ft проекция этой силы на касательную кривой в точке C в направлении C. информирует систему о единственно возможных движениях, которые допускаются соединением. Всю цепочку, и, следовательно, каждый из его элементов, скользит по кривой с суммой УК, равный да рис. 117.Возможные задания сумма этих заданий равна нулю Когда вы воете при общем значении SS, сила F равна Ffcxj.

Уравнение с Да может быть оценено из суммы как общий фактор, и получено равновесное состояние 2 F = 0. Если предположить, что цепь не сжимается во всех точках, а растягивается, то этого условия достаточно. Например, если на цепь не действует никакая сила, за исключением того, что на обоих концах приложены 2 силы P и R, то состояние равновесия равно: П 4 Е = 0. 8.Равновесие несжимаемой жидкости в очень тонкой трубке. Возможная скорость для сертификации Что Рисунок 117. Уведомление Основа Если быть более точным Галилей уже использовал основную теорему гидростатической механики.

Декарт и Паскаль также использовали этот принцип для изучения движения liquids. To примените принцип возможной скорости к жидкости и игнорируйте работу внутренних сил, работа внутренних сил жидкости или реакция сцепления должны быть равны нулю для любого движения, сделанного возможным благодаря сцеплению, то есть соседние молекулы остаются на определенном расстоянии так, чтобы не было внутреннего трения, которое является идеальной жидкостью. Позаимствуйте пример из Лагранжа статика, Раздел 7. Рассмотрим несжимаемую жидкость, окруженную бесконечно тонкими трубками заданной формы, поперечное сечение которых изменяется по заданному закону.

Трубка может быть образована подвижным элементом, который остается перпендикулярным заданной кривой S рис.118. Пусть жидкий столб, удерживаемый бесконечно малыми числами A и 2 dm, является элементом положения C этого столба. Где горизонтальная ось равна o. Он показывает силу, приложенную к элементу dm в F, а в Ft проекцию направления AB, то есть касательную кривой 5 к нормали. Позволенный соединением, которое говорит жидкости только возможное движение, все движение колонки смещает инфинитно как a whole. In это скольжение, элемент dm в C представляет собой дугу ds вдоль кривой S, поэтому 5s равно количеству жидкости, проходящей через участок трубки.

Из за несжимаемости жидкости это количество должно быть одинаковым везде. w ds = a, gee a может сделать то же самое для всей трубки. Задание F это F os или Ft, сумма возможных заданий Совсем маленький BC6 B концы в поршне, поперечное сечение силы, приложенной непосредственно, равно a таким образом У меня достаточно равновесия. Предположим, что столбец сжат во всех точках.

Например, если сила, приложенная к жидкости, является только вертикальным давлением Po и Pt, приложенным к поршням A и B в сечении o0, равновесное состояние будет: Ох = о. В0 0 Л Заметим, что для равновесия жидкости то же самое уравнение может быть достигнуто при следующих условиях: представим себе закрытый контейнер любой формы. Оттуда создаются секции a 0 и j 2 цилиндрические трубы A и B. Предположим, что сосуд заполнен жидкостью, на жидкость не действует сила, приложенная непосредственно, а трубка закрыта 2 поршнями А и в, которые подвергаются обычному давлению Po и Px.

Если поршень а движется на бесконечно малую величину e0, то внутренний объем уменьшается на e0co0.Таким образом, поршень B должен подняться на величину e, например 0 o0 существует уравнение равновесия, поскольку сумма возможных работ Po и Px очевидно равна Po0. 0 Ле = 0, по Т = 0.

Смотрите также:

Решение задач по теоретической механике

методика обучения с использованием образовательных конструкторов

Краткое описание:

На практико-ориентированном курсе вам будут представлены основные подходы и методика обучения разделу «Простые машины и механизмы» с использованием образовательных конструкторов Lego в соответствии с требованиями ФГОС ООО. В качестве итоговой аттестации предусмотрена разработка и изготовление собственного проекта.

Для кого этот курс:

учитель технологии

Преподавательский состав:

Якушкин П.А., Коровина Ю.В., Савенкова Л.С., Марчук А.А., Чехлова А.В.

Профессиональные компетенции:

— способен разрабатывать и реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов в различных образовательных учреждениях
— готов применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения
— способен организовывать сотрудничество обучающихся и воспитанников
— готов к обеспечению охраны жизни и здоровья обучающихся в учебно-воспитательном процессе и внеурочной деятельности
Рекомендовано Экспертным советом ДПО
ФИО Место работы Рекомендация Рейтинг ОО
Лесин Сергей Михайлович ГБОУ ВО МГПУ рекомендовано
Пишко Михаил Анатольевич ГБОУ лицей № 1524 рекомендовано
Литвинчук Игорь Владимирович ГБОУ Школа № 1357 рекомендовано

простые машины фото

..


Простые машины фото


Простые машины фото .


Простые автомобили | Просмотров: 1224 | Загрузок: 324 | Добавил: Бумага | Дата: 25.12.2009 | Комментарии (1)


В Минске много новых, дорогих авто. В основном европейцы, но бывает встречаются и очень даже редкие экземпляры и особенно дорогие моему сердцу американцы.




autowp.ru_buick_reatta_10.jpeg


… и автопарку «воротил» местного значения u2013 старые «пятерки» БМВ уже отслужили свое, требовались более современные, комфортабельные и солидные авто.


pmm03


Простые машины фото 2


Выбор машины.


Самые простые машины получат 4-цилиндровый агрегат объемом 2,7 л, также появится 3,5-литровый мотор V6 (он будет трудиться в паре с новым шестиступенчатым « …


Как арендовать авто за границей: 5 простых шагов


Карета скорой помощи и авто безопасности для гонок Формулы-1 (18 фото)


Машина продажных копов Френка Тенпенни и Эдди Пуласки. У простых копов простые машины, а у этих колпаки на дисках и фары немного по другому загораются.


Есть различные санитарные машины, обычные пикапы, различные варианты с ПТУРами и простые машины с пулеметом М2, есть так же конструкции с автоматическими …


Новый хозяин, точнее хозяйка u2014 18 летняя девушка, весёлая и общительная, надеюсь машина будет радовать её как и она машину. Номера получили простые (если …


Недавно к трем уже существующим якобы бюджетным и популярным моделям в лице Логана, Поло-седана и Соляриса добавился еще и KIA Rio нового поколения.


вот кстати чувак 20 лет ездиет на е30 и не парится, говорит нахуй новую машину


В Латвии, как и во всем мире, живут приверженцы абсолютно разных культур автомобильного тюнинга, а значит по дорогам колесят десятки интересных и совершенно …


Создано: 2016-03-06
Читателей: 57

Подобные фотографии:

Наборы для научных исследований — ROZETKA

Что такое наборы для научных исследований?

Для будущего образованного и высокоинтеллектуального человека детские наборы для научных исследований – необходимая вещь, помогающая в развитии в определенной сфере деятельности. Школьник выпускается со школы, поступает в высшее учебное заведение и уже автоматически имеет возможность в будущем заниматься наукой.

На протяжении всех лет обучения в вузе студентов практически обязуют заниматься исследованиями: участвовать в конференциях, писать различные работы, рефераты, доклады, курсовые и дипломы. Все это если не делает человека ученым в полной мере, то обязательно облагораживает его личность и способствует интеллектуальному росту, создает из него интеллигентную, разностороннюю личностью, умеющую поддержать любую беседу. Но, конечно, существует множество приспособлений и изделий, помогающих начинающему ученику наглядно погрузиться в мир определенной дисциплины и познать ее на уровне практики, а не только теории.

Представленные наборы – это совокупность неких продуктов, связывающихся с определенным учением и предназначенных для проведения наглядных опытов. К таковым относятся скелеты человека в полный рост, наглядное строение его органов, скелеты или реконструкции внешнего вида динозавров разной эпохи, контейнеры для наблюдения за насекомыми, наборы для изучения магнетизма и многое другое. В современном мире существует огромный ассортимент данного товара.

Разновидности наборов для научных исследований

Данная продукция включает в себя огромный выбор изделий, использующихся в различных отраслях науки. Он представлен как огромными конструкциями, требующими широкое пространство, так и небольшими домашними приспособлениями.

  • Набор научно-игровой. Создан в основном для детей. Необходим для того, чтобы с детства заинтересовать ребенка, привлечь его внимание к различным явлениям природы и показать ему насколько интересно изучение различных феноменов. Каждый продукт имеет конкретную итоговую цель. Чтобы ее достичь, необходимо хорошо потрудиться и заставить мозг думать, анализировать и устанавливать причинно-следственные связи. К таким относятся, например, пауки-роботы, сбор трехмерных лабиринтов, всевозможных машинок, футбольных полей.
  • Объемная анатомическая модель. Данный вид реконструирует скелеты или внешние виды многих классов животных. Модели бывают как человеческие, так и показывающие строение организмов других обитателей планеты, а также динозавров. Задача типа в том, чтобы человек сам воссоздал нужный ему скелет. Они развивают логическое мышление, мелкую моторику рук, проявляют творческие начала в личности, успокаивают нервную систему и создают благоприятный эмоциональный фон.
  • Анатомический конструктор. Отображает работу определенного органа в организме человека. Например, существуют конструкторы, наглядно представляющие работу пульсирующего сердца человека или же отображающие работу пищеварительной системы. Такой тип товара обычно объемный и не самый малобюджетный. Однако его качество и эффект стоят этих денег. Они намного сильнее погружают человека в изучаемую отрасль и помогают наглядно почувствовать и более точно понять принцип работы определенных органов.

Выбор наборов для научных исследований

Достаточно трудно ответить на вопрос как выбрать данный продукт. Для начала, конечно, нужно четко определиться с отраслью науки, в которой будет использоваться покупка. Нужно понимать, что наборы для научных исследований сильно разнятся в цене, а потому покупателю необходимо определиться с бюджетом и четко представлять, что именно ему требуется.

В анатомических моделях и конструкторах очень важными критериями будет то, из каких материалов изготовлены изделия, так как это будет влиять на восприятие и правдоподобность сооружения. Отзывы вряд ли будут хорошими товарищами и помощниками в выборе продукции, так как они сугубо субъективны и не всего являются достоверными. Более дорогие комплекты чудесно помогут разложить все знания по полочкам, но это не значит, что более маленькие и дешевые товары будут хуже – они предназначены для другого итогового результата.

Как продлить молодость машины: 5 простых советов

1. Не стесняйся заглядывать под юбку

Оставили машину на подземной стоянке или чистом, сухом асфальте? По приходу не поленитесь отвесить поклон автомобилю, заглянув под брюхо. Увидели свежие пятна — это повод насторожиться и, возможно, сгонять на диагностику. Отговорки вроде «у меня иномарка, а не советское ведро с болтами — под себя не делает» дорого обходятся. Помните: и в современных моделях хватает систем, герметичность которых обязательна: картеры двигателя и коробки передач, мосты, редукторы и раздатки кроссоверов-внедорожников, радиаторы и патрубки охлаждения, тормоза, гидроусилители… Не уследил, потекло — прикончил дорогой агрегат. Ведь даже на свежей машине иногда от тряски расходятся хомуты и перетираются шланги. А с возрастом сальники и прокладки лучше не становятся. Так что не стоит ждать, когда на панели приборов вспыхнет какая-нибудь сигнальная лампа — может быть уже поздно.

2. Ходи в баню

Такое ощущение, российские дороги нарочно пытаются сделать грязными: зимой реагенты сыпятся на асфальт обильнее снега, летом поливалки не в меру усердствуют. Нас тоже это бесит, однако держать автомобиль чумазым по полгода, как делают некоторые особо скупые на мойки водители («все равно тут же испачкается»), не рекомендуем. И не только по эстетической причине. Химический «загар» отменно скрывает мелкие сколы и царапины, при этом активно разъедает лакокрасочное покрытие и металл. Современные машины гниют неохотно, но со временем едва заметный дефект способен перерасти в нечто большее. Например, краска может вспучиться. Замазать ремонтным набором такую язву не получится — придется перекрашивать деталь: частично или целиком, но уже в условиях автосервиса и за соответствующие деньги. Оно вам надо?

Кроме того, от дорожной химии и грязи страдают резиновые изделия и электрические разъемы. Посмотрите статистику: нарушение контакта и протечки через уплотнители — бич многих подержанных автомобилей. Отсюда вывод — моемся регулярно, покупаем у дилера набор для подкраски сколов («карандаш» в цвет кузова плюс лак) и при необходимости устраняем мелкие повреждения ЛКП в домашних условиях.

3. Проверяй лампочки

Оптика прямого отношения к долговечности автомобиля не имеет: сгорела лампа и ладно. Зато потухший фонарь косвенно влияет даже на сохранность кузовщины и здоровье людей. К примеру, отказали габариты — вас сзади не видно, незадачливый или сонный водитель запросто способен причалить в корму. Не в полную силу светят основные фары? Рискуете вовремя не заметить препятствие. Итог тот же — в лучшем случае кузовной ремонт.

А всего-то надо раз в неделю, пока греется мотор, обойти вокруг машины, попеременно включая световые приборы (подсказка — задний ход и стоп-сигналы удобно проверять, стоя «спиной» к стенке). Да, мы в курсе, что на современных моделях есть системы бортовой диагностики. Однако перегоревшую лампу они распознают далеко не всегда.

4. Натирай кожу, береги ткань

Долговечность в современные машины не закладывают — автопроизводителям сейчас выгоднее выпускать товар лимитированного срока годности. Выдержал гарантийный период, уже хорошо. Вот почему износостойкость материалов отделки салона под большим вопросом. И в ваших интересах, если хотите потом на вторичке получить хорошую цену, сохранить интерьер опрятным. Тем более, что это не так сложно.

Ткань регулярно пылесосим, чистим, кожу и пластик обрабатываем кондиционерами-восстановителями. Выбор за вами — заняться этим самому (в любом автомагазине средствами по уходу целые полки уставлены) или заказать услугу на автомойке. Главное, не допустить появления затертостей, трещин и пятен. Резиновые уплотнители раз в полгода смазываем силиконовым составом. Так они дольше сохранят эластичность, надежнее защищая салон от пыли и влаги.

Воду на пол допускать никак нельзя — если есть подозрение на протечку ковриков, лучше их сразу заменить и просушить интерьер. Иначе ткань начнет гнить, рваться и вонять. Под ударом окажутся и нежные электрокомпоненты. Пыль вроде бы не таит в себе опасности. Но для глянцевых панелей отделки, ныне очень модных, она выступает в роли абразива. Протер — как наждачной бумагой прошелся, останутся микроцарапины. Поэтому время от времени (допустим, раз в месяц) в салоне желательно проводить деликатную влажную уборку.

5. Следи за давлением

О давлении в шинах мы обычно вспоминаем при сезонной смене колес или когда ставим «запаску» вместо проколотой покрышки. А надо бы контролировать накачку чаще — каждую неделю-две. Если вкратце, это влияет на множество важных вещей: от ресурса резины и подвески до расхода топлива, динамики, управляемости. К тому же давление воздуха зачастую надо регулировать еще и по сезону или при изменении загрузки машины. Здесь повезло владельцам моделей с электронной системой контроля — им даже из-за руля выходить не надо, все покажет борткомпьютер. Остальным же рекомендуем проверять накачку, например, при заправке (разумеется, с поправкой на нагрев шин). Сейчас на каждой солидной АЗС есть компрессор с манометром. Удобно — если колесо подспустило, можно сразу исправить. Кстати, если вы еще не поняли, для чего же надо проверять давление в шинах, то почитайте наш эксперимент. И все сразу станет ясно.

ПРОСТЫЕ МАШИНЫ | EDIBON ®

Edibon использует аналитические, рекламные и профилирующие файлы cookie на основе привычек просмотра пользователями. Если вы продолжите просмотр, мы понимаем, что вы принимаете установку всех файлов cookie. Вы можете настроить куки или отклонить их, нажав на настройки и отклонения. Больше информации о политике в отношении файлов cookie.

Required cookies

Всегда активен

These cookies are strictly necessary for the operation of the site, you can disable them by changing the settings of your browser but you will not be able to use the site normally.

Печенье используется

Functional cookies

These cookies provide necessary information to applications of the website itself or integrated by third parties, if you disable them you may find some problems in the operation of the page.

Печенье используется

Performance cookies

These cookies are used to analyze the traffic and behavior of customers on the site, help us understand and understand how you interact with the site in order to improve performance.

Печенье используется

Guided cookies

These cookies can be from the site itself or from third parties, they help us to create a profile of your interests and to offer you advertising aimed at your preferences and interests.

Печенье используется

Analytical cookies

Are those that allow the analysis of user behavior on the Website.

Печенье используется

You can enable, know, block or delete the cookies installed on your computer by configuring the options of the browser installed on your computer.

For example, you can find information about the procedure to follow if you use the following browsers:

Firefox from here: http://support.mozilla.org/es/kb/habilitar-y-deshabilitar-cookies-que-los-sitios-web

Chrome from here: https://support.google.com/chrome/answer/95647?hl=es

Explorer from here: https://support.microsoft.com/es-es/help/17442/windows-internet-explorer-delete-manage-cookies

Safari from here: http://support.apple.com/kb/ph5042

Opera from here:http://help.opera.com/Windows/11.50/es-ES/cookies.html

Инженерное дело: простые машины — Урок

. (3 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость уроков: Нет

Тематические области: Геометрия, Физические науки, Решение проблем, Рассуждение и доказательство, Наука и технологии

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Простые машины — это устройства с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые облегчают работу.Студенты знакомятся с шестью типами простых машин — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте построения пирамиды, получая общее представление об инструментах, которые использовались с тех пор. древние времена и используются до сих пор. В двух практических занятиях учащиеся начинают собственное проектирование пирамиды, выполняя расчеты материалов, а также оценивая и выбирая строительную площадку. Шесть простых машин более подробно рассматриваются в последующих уроках этого раздела. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Почему инженеры заботятся о простых машинах? Как такие устройства помогают инженерам улучшать общество? Простые машины важны и распространены в современном мире в виде повседневных устройств (ломы, тачки, съезды на шоссе и т. Д.), Которые люди, особенно инженеры, используют ежедневно.Те же физические принципы и механические преимущества простых машин, которые использовались древними инженерами для строительства пирамид, используются сегодняшними инженерами для строительства современных сооружений, таких как дома, мосты и небоскребы. Простые машины предоставляют инженерам дополнительные инструменты для решения повседневных задач.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Разберитесь, что такое простая машина и как она может помочь инженеру что-то построить.
  • Определите шесть типов простых машин.
  • Узнайте, как те же физические принципы, которые сегодня используются инженерами при строительстве небоскребов, использовались инженерами в древние времена для строительства пирамид.
  • Сгенерируйте и сравните несколько возможных решений для создания простой рычажной машины в зависимости от того, насколько хорошо каждое из них соответствует ограничениям задачи.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

3-ПС2-2. Выполняйте наблюдения и / или измерения движения объекта, чтобы предоставить доказательства того, что шаблон может быть использован для прогнозирования будущего движения.(3-й степени)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Проведите наблюдения и / или измерения, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Научные открытия основаны на распознавании закономерностей.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Можно наблюдать и измерять закономерности движения объекта в различных ситуациях; когда это прошлое движение демонстрирует регулярный образец, будущее движение может быть предсказано по нему. (Граница: технические термины, такие как величина, скорость, импульс и векторная величина, не вводятся на этом уровне, но разрабатывается концепция, согласно которой для описания некоторых величин требуется как размер, так и направление.)

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Шаблоны изменений можно использовать для прогнозирования.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson01], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Урок средней школы Рычаги подъема

Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесно-осевым механизмом. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, приложенной к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальной траектории и колесо с осью для увеличения крутящего момента…

Урок старшей школы Сдвиньте вправо, используя наклонную плоскость

Учащиеся изучают построение пирамиды, узнавая о простой машине, называемой наклонной плоскостью. Они также узнают о другой простой машине, шурупе, и о том, как она используется в качестве подъемного или крепежного устройства.

Урок старшей школы Здание пирамиды: как использовать клин

Студенты узнают, как простые машины, в том числе клинья, использовались при строительстве как древних пирамид, так и современных небоскребов.На практических занятиях учащиеся тестируют различные клинья на различных материалах (воске, мыле, глине, пене).

Деятельность средней школы Всплеск, Поп, Физз: Машины Руба Голдберга

Освежено пониманием шести простых машин; Винт, клин, шкив, наклонная плоскость, колесо и ось, а также рычаг, группы студентов получают материалы и выделенное количество времени, чтобы выступать в качестве инженеров-механиков при проектировании и создании машин, способных выполнять указанные задачи.

Введение / Мотивация

Как египтяне построили Великие пирамиды тысячи лет назад (~ 2500 лет до нашей эры)? Могли бы вы построить пирамиду из каменных блоков весом 9000 кг (~ 10 тонн или 20 000 фунтов) голыми руками? Это все равно, что пытаться голыми руками сдвинуть большого слона! Сколько людей потребуется, чтобы переместить такой большой блок? Сегодня все еще сложно построить пирамиду даже с использованием современных инструментов, таких как отбойные молотки, краны, грузовики и бульдозеры.Но как египетские рабочие могли вырезать, формировать, транспортировать и складывать огромные камни без этих современных инструментов? Что ж, одним из ключей к выполнению этой удивительной и сложной задачи было использование простых машин.

Простые машины — это устройства без движущихся частей или с очень небольшим количеством движущихся частей, которые облегчают работу. Многие из современных сложных инструментов на самом деле представляют собой более сложные формы шести простых машин. Используя простые машины, обычные люди могут раскалывать огромные камни, поднимать большие камни и перемещать блоки на большие расстояния.

Однако для постройки пирамид требовалось больше, чем просто машины. Также потребовалось грандиозное планирование и отличный дизайн . Планирование, проектирование, работа в команде и использование инструментов для создания чего-либо или выполнения работы — вот что такое Engineering . Инженеры используют свои знания, творческий потенциал и навыки решения проблем, чтобы совершать удивительные подвиги для решения реальных задач. Люди призывают инженеров использовать свое понимание того, как работают вещи, для выполнения кажущейся невозможной работы и облегчения повседневной деятельности.Удивительно, сколько раз инженеров и обращаются к простым машинам для решения этих задач.

Как только мы поймем простые машины, вы узнаете их во многих обычных делах и повседневных предметах. (Раздайте справочный лист «Простые машины».) Это шесть простых машин: клин , колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив . Теперь, когда вы видите картинки, узнаёте ли вы некоторые из этих простых машин? Можете ли вы увидеть какие-нибудь из этих простых машин в классе? Как они работают? Что ж, важным термином в лексике при изучении простых машин является феномен механического преимущества .Механическое преимущество простых машин означает, что мы можем использовать меньшее усилие для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние. Хороший пример — толкание тяжелого предмета по пандусу. Может быть проще подтолкнуть объект вверх по пандусу, чем просто поднять его на нужную высоту, но это займет большее расстояние. Пандус — это пример простой машины, называемой наклонной плоскостью . Мы собираемся узнать намного больше о каждой из этих шести простых машин, которые представляют собой простое решение, помогающее инженерам и всем людям выполнять тяжелую работу.

Иногда трудно распознать простые машины в нашей жизни, потому что они выглядят иначе, чем те, которые мы видим в школе. Чтобы упростить изучение простых машин, давайте представим, что мы живем в Древнем Египте и что лидер страны нанял нас в качестве инженеров, чтобы построить пирамиду. Студенты могут выступать в роли инженеров в веселых и практических занятиях: Stack It Up! и Выбор места для пирамиды для проектирования и планирования строительства новой пирамиды. Сегодняшняя доступность электричества и технологически продвинутых машин затрудняет понимание того, что делает эта простая машина.Но в контексте Древнего Египта простые машины, которые мы будем изучать, являются гораздо более простыми инструментами того времени. Разобравшись в понимании простых машин, мы перенесем наш контекст на строительство небоскреба в наши дни, чтобы мы могли сравнить и сопоставить, как простые машины использовались на протяжении веков и используются до сих пор.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Используйте прилагаемую презентацию PowerPoint «Введение в простые машины» и справочный лист «Простые машины» в качестве полезных инструментов в классе.(Покажите презентацию PowerPoint или распечатайте слайды для использования с диапроектором. Презентация анимирована для продвижения стиля, основанного на запросах; каждый щелчок раскрывает новую точку зрения о каждой машине; попросите учащихся предложить характеристики и примеры, прежде чем вы их покажете .)

Простые машины везде; мы используем их каждый день для выполнения простых задач. Простые машины также использовались с первых дней существования человечества. Хотя простые машины могут принимать разные формы, они бывают шести основных типов:

  • Клин : Устройство, которое разделяет вещи.
  • Колесо и ось : Используется для уменьшения трения.
  • Рычаг : перемещается вокруг точки поворота для увеличения или уменьшения механического преимущества.
  • Наклонная плоскость : поднимает объекты, перемещаясь вверх по склону.
  • Винт : Устройство, которое может поднимать или удерживать предметы.
  • Шкив : изменяет направление силы.

Простые машины

Мы используем простые машины, потому что они облегчают работу.Научное определение работы — это величина силы , приложенная к объекту, умноженная на расстояние, на которое объект перемещается. Таким образом, работа состоит из силы и расстояния. Для завершения каждого задания требуется определенный объем работы, и это число не меняется. Таким образом, умножение силы на расстояние всегда равняется одному и тому же объему работы. Это означает, что если вы перемещаете что-то на меньшее расстояние, вам нужно приложить большую силу. С другой стороны, если вы хотите приложить меньшее усилие, вам нужно переместить его на большее расстояние.Это компромисс между силой и расстоянием, или механическое преимущество , общее для всех простых машин. Благодаря механическому преимуществу, чем дольше длится работа, тем меньше усилий вам нужно использовать на протяжении всей работы. Большую часть времени мы чувствуем, что задача трудная, потому что она требует от нас больших усилий. Следовательно, компромисс между расстоянием и силой может значительно облегчить выполнение нашей задачи.

клин

Клин — это простая машина, которая раздвигает предметы или вещества, прикладывая силу к большой площади поверхности на клине, при этом сила увеличивается до меньшей площади на клине для выполнения фактической работы.Гвоздь — это обычный клин с широкой зоной шляпки гвоздя, на которую прикладывается сила, и небольшой точечной зоной, где прикладывается сосредоточенная сила. Сила увеличивается в острие, позволяя гвоздю пробить дерево. По мере того, как гвоздь погружается в древесину, форма клина на кончике гвоздя смещается вперед и раздвигает древесину.

Рис. 1. Топор является примером клина. Авторское право

Copyright © Martin Cathrae, Flickr https://www.flickr.com/photos/suckamc/3743184350

Примеры повседневных клиньев: топор (см. Рисунок 1), гвоздь, дверной упор, долото, пила, отбойный молоток, застежка-молния, бульдозер, снегоочиститель, конный плуг, застежка-молния, крыло самолета, нож, вилка и нос лодки или корабля.

Колесо и ось

Колесо и ось — это простая машина, которая снижает трение, возникающее при перемещении объекта, что упрощает транспортировку объекта. Когда объект толкают, необходимо преодолеть силу трения, чтобы он начал двигаться. Когда объект движется, сила трения противодействует силе, действующей на объект. Колесо и ось упрощают это, уменьшая трение, связанное с перемещением объекта. Колесо вращается вокруг оси (по сути стержня, который проходит через колесо, позволяя колесу вращаться), катясь по поверхности и сводя к минимуму трение.Представьте, что вы пытаетесь толкнуть каменный блок весом 9000 кг (~ 10 тонн). Не было бы проще катить его, используя бревна, подложенные под камень?

Повседневные примеры колеса и оси включают автомобиль, велосипед, офисное кресло, тачку, тележку для покупок, ручную тележку и роликовые коньки.

Рычаг

Рычажная простая машина состоит из груза, точки опоры и усилия (или силы). Груз — это объект, который перемещается или поднимается. Точка опоры — это точка поворота, а усилие — это сила, необходимая для подъема или перемещения груза.При приложении силы к одному концу рычага (приложенная сила) создается сила на другом конце рычага. Приложенная сила либо увеличивается, либо уменьшается в зависимости от расстояния от точки опоры (точки или опоры, на которой поворачивается рычаг) до нагрузки и от точки опоры до усилия.

Рисунок 2: Лом является примером рычага. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены. С примечаниями программы ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2005 г.

Повседневные примеры рычагов включают качели или качели, стрелу крана, лом, молоток (с помощью когтя), удочку и открывалку для бутылок. Подумайте, как вы используете лом (см. Рисунок 2). При нажатии на длинный конец лома сила создается на конце нагрузки на меньшем расстоянии, еще раз демонстрируя компромисс между силой и расстоянием.

Плоскость наклонная

Наклонные плоскости облегчают подъем чего-либо. Представьте себе пандус.Инженеры используют пандусы, чтобы легко перемещать объекты на большую высоту. Есть два способа поднять объект: подняв его прямо вверх или подтолкнув вверх по диагонали. Поднимая объект прямо вверх, он перемещается на кратчайшее расстояние, но вы должны приложить большую силу. С другой стороны, использование наклонной плоскости требует меньшего усилия, но вы должны приложить его на большее расстояние.

Повседневные примеры наклонных плоскостей включают пандусы для доступа к автомагистралям, пандусы для тротуаров, лестницы, наклонные конвейерные ленты и обратные дороги или тропы.

Винт

Рисунок 3: Автомобильный домкрат — это пример простой винтовой машины, которая позволяет одному человеку поднять борт автомобиля. Copyright

Copyright © https://en.wikipedia.org/wiki/Jack_(device) # / media / Файл: Jackscrew.jpg

Винт представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг вала. Винты выполняют две основные функции: они удерживают предметы вместе или поднимают предметы. Винт хорош для скрепления предметов из-за резьбы вокруг вала.Нити захватывают окружающий материал, как зубы, обеспечивая надежную фиксацию; единственный способ вывернуть винт — раскрутить его. Автомобильный домкрат — это пример винта, который используется для подъема чего-либо (см. Рисунок 3).

Повседневные примеры винтов включают винт, болт, зажим, крышку банки, автомобильный домкрат, вращающийся стул и винтовую лестницу.

Шкив

Рис. 4. Шкив на судне помогает людям тянуть тяжелую рыболовную сеть. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA.Все права защищены.

Шкив — это простой механизм, используемый для изменения направления силы. Подумайте о поднятии флага или тяжелом камне. Чтобы поднять камень на свое место на пирамиде, нужно приложить силу, которая поднимет его. Используя шкив, сделанный из рифленого колеса и каната, можно потянуть вниз на канате, используя силу тяжести, чтобы поднять камень вверх на . Еще более ценно то, что система из нескольких шкивов может использоваться вместе для уменьшения усилия, необходимого для подъема объекта.

Примеры повседневного использования шкивов: флагштоки, лифты, паруса, рыболовные сети (см. Рисунок 4), веревки для белья, краны, оконные шторы и жалюзи, а также снаряжение для скалолазания.

Составные машины

Составная машина — это устройство, объединяющее две или более простых машины. Например, тачка сочетает в себе использование колеса и оси с рычагом. Используя шесть основных простых машин, можно изготавливать всевозможные составные машины. У вас дома и в классе есть много простых и сложных машин.Некоторые примеры составных машин, которые вы можете найти: консервный нож (клиновой и рычажный), тренажеры / краны / эвакуаторы (рычаги и шкивы), лопата (рычаг и клин), автомобильный домкрат (рычаг и винт), колесная тачка ( колесо, ось и рычаг) и велосипед (колесо, ось и шкив).

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Сегодня мы обсудили шесть простых машин.Кто может назвать их для меня? (Ответ: клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив.) Как простые машины облегчают работу? (Ответ: Механическое преимущество позволяет нам использовать меньшую силу для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние.) Почему инженеры используют простые машины? (Возможные ответы: инженеры творчески используют свои знания в области естественных наук и математики, чтобы сделать нашу жизнь лучше, часто используя простые машины. Они изобретают инструменты, облегчающие работу. Они выполняют огромные задачи, которые невозможно было бы выполнить без механического преимущества простых машин.Они проектируют структуры и инструменты для лучшего и более эффективного использования наших ресурсов окружающей среды.) Сегодня вечером, дома, подумайте о повседневных примерах шести простых машин. Посмотрите, сколько вы можете найти вокруг своего дома!

Заполните таблицу оценки KWL (см. Раздел «Оценка»). Оцените понимание учащимися урока, назначив Рабочий лист «Простые машины» в качестве теста на вынос. В качестве расширения используйте прикрепленный пакет Simple Machines Scavenger Hunt! Рабочий лист для проведения простого поиска мусора на машинах, в котором учащиеся находят примеры простых машин, используемых в классе и дома.

На других уроках этого раздела студенты изучают каждую простую машину более подробно и видят, как каждую из них можно использовать в качестве инструмента для построения пирамиды или современного здания.

Словарь / Определения

дизайн: (глагол) Планировать в систематической, часто графической форме. Создавать для определенной цели или эффекта. Спроектируйте здание. (существительное) Хорошо продуманный план.

Инженерия: применение научных и математических принципов в практических целях, таких как проектирование, производство и эксплуатация эффективных и экономичных конструкций, машин, процессов и систем.

сила: толкать или тянуть объект.

наклонная плоскость: простая машина, поднимающая объект на большую высоту. Обычно это прямая наклонная поверхность и отсутствие движущихся частей, таких как пандус, наклонная дорога или лестница.

рычаг: простая машина, которая увеличивает или уменьшает силу, чтобы поднять что-либо. Обычно штанга поворачивается на фиксированной точке (опоре), к которой прилагается сила для выполнения работы.

механическое преимущество: преимущество, полученное за счет использования простых машин, позволяющих выполнять работу с меньшими усилиями.Облегчение задачи (что означает меньшее усилие), но может потребоваться больше времени или места для работы (большее расстояние, веревка и т. Д.). Например, приложение меньшей силы на большем расстоянии для достижения того же эффекта, что и приложение большой силы на небольшом расстоянии. Отношение выходной силы, оказываемой машиной, к приложенной к ней входной силе.

шкив: простой механизм, который изменяет направление силы, часто для подъема груза. Обычно состоит из рифленого колеса, в котором движется натянутый трос или цепь.

пирамида: массивная структура древнего Египта и Мезоамерики, использовавшаяся для склепа или гробницы. Типичная форма — квадратное или прямоугольное основание на земле со сторонами (гранями) в форме четырех треугольников, которые встречаются в точке наверху. Мезоамериканские храмы имеют ступенчатые стороны и плоскую вершину, увенчанную камерами.

Винт: простая машина, которая поднимает или скрепляет материалы. Часто цилиндрический стержень, нарезанный спиральной резьбой.

простая машина: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы (дает механическое преимущество). Например, клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт или шкив.

спираль: кривая, которая огибает фиксированную центральную точку (или ось) на постоянно увеличивающемся или уменьшающемся расстоянии от этой точки.

инструмент: устройство, используемое для работы.

клин: простая машина, разделяющая материалы.Используется для раскалывания, затягивания, фиксации или подъема. Он толстый на одном конце и сужается к тонкому краю на другом.

колесо и ось: простая машина, уменьшающая трение при движении за счет качения. Колесо — это диск, предназначенный для вращения вокруг оси, проходящей через центр колеса. Ось — это опорный цилиндр, на котором вращается колесо или колесная пара.

работа: сила, действующая на объект, умноженная на расстояние, на которое он перемещается. W = F x d (сила, умноженная на расстояние).

Оценка

Оценка перед уроком

Таблица «Знай / Хочу знать / Учиться» (KWL): Создайте классную диаграмму KWL, чтобы помочь организовать изучение новой темы. На большом листе бумаги или классной доске нарисуйте таблицу с заголовком «Строительство с помощью простых машин». Нарисуйте три столбца с названиями K, W и L, представляющие, что студенты знают о простых машинах, что они, , хотят, чтобы знал о простых машинах, и что они узнали о простых машинах.Заполняйте разделы K и W во время введения к уроку по мере появления фактов и вопросов. Заполните L-часть в конце урока.

Оценка после введения

Справочный лист: Раздайте прилагаемый справочный лист Simple Machines. Просмотрите информацию и ответьте на любые вопросы. Предложите студентам держать листы под рукой в ​​своих партах, папках или журналах.

Наблюдения: Покажите ученикам пример каждой простой машины и попросите их сделать наблюдения и обсудить любые закономерности, которые можно использовать для прогнозирования будущего движения.

Итоги урока Оценка

Заключительное обсуждение: Проведите неформальное обсуждение в классе, спросив учащихся, что они узнали из заданий. Спросите у студентов:

  • Кто может назвать разные типы простых машин? (Ответ: клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт и шкив.)
  • Как простые машины облегчают работу? (Ответ: Механическое преимущество позволяет нам использовать меньшую силу для перемещения объекта, но мы должны перемещать его на большее расстояние.)
  • Почему инженеры используют простые машины? (Возможные ответы: инженеры творчески используют свои знания в области естественных наук и математики, чтобы сделать нашу жизнь лучше, часто используя простые машины. Они изобретают инструменты, облегчающие работу. Они выполняют огромные задачи, которые невозможно было бы выполнить без механического преимущества простых машин. Они проектировать структуры и инструменты для лучшего и более эффективного использования наших экологических ресурсов.)

Напомните студентам, что инженеры учитывают множество факторов при планировании, проектировании и создании чего-либо.Спросите у студентов:

  • Какие соображения должен учитывать инженер при проектировании новой конструкции? (Возможные ответы: размер и форма (конструкция) конструкции, доступные строительные материалы, расчет необходимых материалов, сравнение материалов и стоимости, изготовление чертежей и т. Д.)
  • Какие соображения следует учитывать инженеру при выборе площадки для строительства новой конструкции? (Возможные ответы: физические характеристики участка [топография, грунтовый фундамент], расстояние до строительных ресурсов [дерево, камень, вода, бетон], пригодность для использования по назначению [найдите школу или продуктовый магазин поблизости от места проживания людей].)

Таблица KWL (Заключение): Как класс, закончите столбец L таблицы KWL, как описано в разделе «Оценка перед уроком». Составьте список всего, что они узнали о простых машинах. Были ли даны ответы на все вопросы W? Что нового они узнали?

Домашнее задание

Контрольный тест на вынос: Оцените понимание учащимися урока, назначив Рабочий лист «Простые машины» в качестве контрольного опроса на дом.

Мероприятия по продлению урока

Воспользуйтесь прилагаемым приложением «Охота на мусора на простых машинах»! Рабочий лист для веселой охоты за мусором.Попросите учащихся найти примеры всех простых машин, используемых в классе и дома.

Приведите повседневные примеры простых машин и продемонстрируйте, как они работают.

Проиллюстрируйте мощь простых машин, попросив учащихся выполнить задание, не используя простую машину, а затем с ее помощью. Например, создайте демонстрацию рычага, забив гвоздь в кусок дерева. Попросите учащихся попытаться вытащить гвоздь, сначала используя только руки

Принесите множество повседневных примеров простых машин.Раздайте по одному каждому ученику и попросите их подумать, что это за простая машина. Затем попросите учащихся распределить предметы по категориям с помощью простых машин и объяснить, почему они решили разместить свой предмет именно там. Спросите студентов, какой была бы жизнь без этого предмета. Подчеркните: простые машины облегчают нашу жизнь.

Интерактивная игра на простых машинах представлена ​​на веб-сайте Edheads: http://edheads.org.

Инженерное конструкторское развлечение с рычагами: дайте каждой паре учеников мешалку для краски, 3 небольших пластиковых стаканчика, кусок клейкой ленты и деревянный брусок или катушку (или что-нибудь подобное).Попросите учеников сконструировать простой рычаг машины, который будет бросать мяч для пинг-понга (или любой другой маленький мяч) как можно выше. На этапе перепроектирования разрешите учащимся запрашивать материалы для добавления к их дизайну. Проведите небольшое соревнование, чтобы узнать, какая группа смогла отправить мяч для пинг-понга в высокий полет. Обсудите с классом, почему именно этот дизайн оказался успешным по сравнению с другими вариантами, замеченными во время соревнований.

Дополнительная поддержка мультимедиа

См. Http: // edheads.org для хорошего веб-сайта, посвященного простым машинам, с учебными материалами, включая обучающие игры и задания.

использованная литература

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 11 января 2006 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

Простые машины. inQuiry Almanack, Интернет-институт Франклина, электронное обучение Unisys и Drexel.По состоянию на 11 января 2006 г. http://sln.fi.edu/qa97/spotlight3/spotlight3.html

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Грег Рэмси; Глен Сиракавит; Лоуренс Э. Карлсон; Жаклин Салливан; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон, при участии студентов, участвовавших в весеннем курсе подготовки инженерного корпуса K-12 (К-12) весной 2005 года.

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этих программ электронных библиотек было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда.0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 25 сентября 2021 г.

6 видов простых машин

Работа выполняется путем приложения силы на расстоянии. Эти шесть простых машин создают большую выходную силу, чем входную; соотношение этих сил составляет механического преимущества машины.Все шесть перечисленных здесь простых машин использовались в течение тысяч лет, а физика, лежащая в основе некоторых из них, была количественно определена греческим философом Архимедом (ок. 287–212 до н. Э.). В сочетании эти машины могут использоваться вместе для создания еще большего механического преимущества, как в случае с велосипедом.

Рычаг

Рычаг — это простой механизм, состоящий из жесткого объекта (часто какого-либо стержня) и точки опоры (или оси). Приложение силы к одному концу жесткого объекта заставляет его вращаться вокруг точки опоры, вызывая увеличение силы в другой точке вдоль жесткого объекта.Существует три класса рычагов, в зависимости от того, где находятся входная сила, выходная сила и точка опоры по отношению друг к другу. Самый ранний рычаг использовался в качестве весов к 5000 году до нашей эры; Архимеду приписывают высказывание: «Дайте мне место, чтобы встать, и я сдвину землю». Бейсбольные биты, качели, тачки и ломы — все это типы рычагов.

Колесо и ось

Колесо — это круглое устройство, которое прикреплено к жесткому стержню в его центре. Сила, приложенная к колесу, заставляет ось вращаться, что может использоваться для увеличения силы (например, путем наматывания веревки вокруг оси).В качестве альтернативы сила, прилагаемая для вращения оси, преобразуется во вращение колеса. Его можно рассматривать как тип рычага, который вращается вокруг центральной точки опоры. Самая ранняя известная комбинация колеса и оси была игрушечной моделью четырехколесной повозки, сделанной в Месопотамии около 3500 г. до н. Э. Колеса обозрения, шины и скалки — это примеры колес и осей.

Плоскость наклонная

Наклонная плоскость — это плоская поверхность, установленная под углом к ​​другой поверхности. Это приводит к тому, что вы выполняете такой же объем работы за счет приложения силы на большем расстоянии.Самая основная наклонная плоскость — это пандус; для подъема по пандусу на более высокую отметку требуется меньше усилий, чем для подъема на эту высоту по вертикали. Никто не изобрел наклонную плоскость, поскольку она встречается в природе, но люди использовали пандусы для строительства больших зданий (монументальная архитектура) еще в 10–8500 годах до нашей эры. В «Плоском равновесии» Архимеда описываются центры тяжести различных геометрических плоских фигур.

клин

Клин часто считают двойной наклонной плоскостью (обе стороны наклонены), которая перемещается, чтобы оказывать силу по длине сторон.Сила перпендикулярна наклонным поверхностям, поэтому она раздвигает два объекта (или части одного объекта). Топоры, ножи и стамески — все клинья. Обычный «дверной клин» использует силу на поверхностях для обеспечения трения, а не для разделения предметов, но по сути это все равно клин. Клин — самая старая простая машина, созданная нашими предками Homo erectus , по крайней мере, 1,2 миллиона лет назад для изготовления каменных орудий.

Винт

Винт — это вал, имеющий на своей поверхности наклонный паз.При вращении винта (приложении крутящего момента) сила прикладывается перпендикулярно канавке, тем самым преобразуя вращательную силу в линейную. Он часто используется для скрепления предметов (как крепежный винт и болт). Вавилоняне в Месопотамии разработали винт в 7 веке до нашей эры, чтобы поднимать воду из низко расположенного тела в более высокое (орошать сад из реки). Эта машина позже будет известна как винт Архимеда.

Шкив

Шкив — это колесо с канавкой по краю, куда можно поместить трос или трос.Он использует принцип приложения силы на большом расстоянии, а также натяжение веревки или кабеля, чтобы уменьшить величину необходимой силы. Сложные системы шкивов могут использоваться для значительного уменьшения усилия, которое необходимо приложить изначально для перемещения объекта. Простые шкивы использовались вавилонянами в 7 веке до нашей эры; первый сложный (с несколькими колесами) был изобретен греками около 400 г. до н. э. Архимед усовершенствовал существующую технологию, сделав первый полностью реализованный блок-снаряд.

Что такое машина?

Слово «машина» («machina») на греческом языке впервые употребил древнегреческий поэт Гомер в 8 веке до н.э., который использовал его для обозначения политических манипуляций. Считается, что греческий драматург Эсхил (523–426 до н. Э.) Использовал это слово в отношении театральных машин, таких как « deus ex machina » или «бог из машины». Эта машина была краном, который выводил на сцену актеров, играющих богов.

Источники и дополнительная литература

  • Баутиста Пас, Эмилио и др.«Краткая иллюстрированная история машин и механизмов». Дордрехт, Германия: Springer, 2010. Печать.
  • Чеккарелли, Марко. «Вклад Архимеда в механику и конструкцию механизмов». Теория механизмов и машин 72 (2014): 86–93. Распечатать.
  • Хондрос, Томас Г. «Архимед Жизни Работы и Машины». Теория механизмов и машин 45.11 (2010): 1766–75. Распечатать.
  • Писано, Рафаэле и Данило Капеччи.«Об архимедовых корнях в механике Торричелли». Гений Архимеда: 23 века влияния на математику, науку и технику. Ред. Пайпетис, Стефанс А. и Марко Чеккарелли. Материалы международной конференции, состоявшейся в Сиракузах, Италия, 8–10 июня 2010 г. Дордрехт, Германия: Springer, 2010. 17–28. Распечатать.
  • Уотерс, Шон и Джордж А. Аггидис. «Обзор более 2000 лет: возрождение винта Архимеда от насоса к турбине». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 51 (2015): 497–505.Распечатать.

Уорд, DJ, Лоури, Майк: Amazon.com: Книги

Прочтите и узнайте о шести простых механизмах — рычаге, колесе и оси, шкиве, рампе, клине и винте — в этом красочном иллюстрированная документальная книга с картинками.

Машины помогают облегчить работу, например, когда вам нужно поднять что-то тяжелое или вытянуть руку высоко. Можете ли вы отрегулировать качели, чтобы поднять слона? Что происходит, когда вы объединяете две или более простых машин? Прочтите и узнайте в проверенном победителе Simple Machines !

Эта ясная и привлекательная научная книга для детей младшего возраста, как дома, так и в классе, использует ясные объяснения и простые забавные диаграммы, чтобы объяснить, как работают машины.Эта книга также включает в себя глоссарий и раздел для получения дополнительной информации, посвященный эксперименту с рычагом.

Это уровень 2 «Давайте читать и выяснять», что означает, что в книге исследуются более сложные концепции для детей в начальных классах. Более 100 наименований в этой ведущей научно-популярной серии:

  • практические и визуальные
  • признанные и пользующиеся доверием
  • отлично подходят для учебных заведений

10 главных причин любить LRFO:

  • Развлекайте и обучайте одновременно время
  • Имейте привлекательные, ориентированные на ребенка темы
  • Соответствующие развитию для начинающих читателей
  • Сосредоточенность; ответы на вопросы вместо использования метода опроса
  • Используйте привлекательные иллюстрации в виде книжек с картинками
  • Используйте простые диаграммы и графики для улучшения навыков визуальной грамотности
  • Практические занятия для привлечения молодых ученых
  • Соответствуют национальным стандартам естественнонаучного образования
  • Письменные / иллюстрированные Авторы / иллюстраторы, отмеченные наградами и проверенные экспертом в данной области.
  • Более 130 печатных изданий, отвечающих широкому кругу научных интересов детей.

Книги этой серии соответствуют Общим базовым стандартам обучения, научным стандартам нового поколения. и стандарты науки, технологий, инженерии и математики (STEM).«Давайте читать и выяснять» — лауреат премии Американской ассоциации содействия развитию науки / Subaru Science Books & Films за выдающийся научный сериал.

Простые машины | Физика

Простые машины — это устройства, которые можно использовать для увеличения или увеличения силы, которую мы прикладываем — часто за счет расстояния, на котором мы прикладываем силу. Слово «машина» происходит от греческого слова, означающего «облегчить жизнь». Рычаги, шестерни, шкивы, клинья и винты — вот некоторые примеры машин.Для этих устройств по-прежнему сохраняется энергия, потому что машина не может выполнять больше работы, чем вложенная в нее энергия. Однако машины могут уменьшить входное усилие, необходимое для выполнения работы. Соотношение величин выходной и входной силы для любой простой машины называется ее механическим преимуществом (МА).

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} \\ [/ latex]

Одной из самых простых машин является рычаг, который представляет собой жесткий стержень, поворачиваемый в фиксированном месте, называемом точкой опоры.В рычагах задействованы крутящие моменты, так как они вращаются вокруг точки поворота. Расстояния от физического поворота рычага имеют решающее значение, и мы можем получить полезное выражение для МА через эти расстояния.

Рис. 1. Съёмник для гвоздей — это рычаг с большим механическим преимуществом. Внешние силы на съемник для гвоздей показаны сплошными стрелками. Усилие, которое съемник для гвоздей прилагает к гвоздю ( F, , o ), не является силой, действующей на съемник для гвоздей. Сила противодействия, которую гвоздь оказывает на съемник ( F n ), является внешней силой и равна и противоположна F o .Перпендикулярные рычаги входных и выходных сил равны l i и l o .

На рисунке 1 показан тип рычага, который используется в качестве съемника для гвоздей. Ломы, качели и другие подобные рычаги аналогичны этому. F i — входная сила, а F o — выходная сила. На гвоздегер (представляющая интерес система) действуют три вертикальные силы — это F i , F o и N . F n — сила реакции системы, равная и противоположная F o . (Обратите внимание, что F o не является силой, действующей на систему.) N — нормальная сила, действующая на рычаг, и его крутящий момент равен нулю, поскольку он действует на шарнир. Крутящие моменты из-за F i и F n должны быть равны друг другу, если гвоздь не движется, чтобы удовлетворять второму условию равновесия (нетто τ = 0). (Чтобы гвоздь действительно двигался, крутящий момент из-за F и должен быть немного больше крутящего момента из-за F n .) Следовательно,

л i F i = л o F o

, где l i и l o — это расстояния, от которых входные и выходные силы действуют на шарнир, как показано на рисунке. Преобразование последнего уравнения дает

[латекс] \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {\ text {i}}} {{ l} _ {\ text {o}}} \\ [/ latex].

Что нас больше всего интересует, так это то, что величина силы, прилагаемой съемником для гвоздей, F o , намного больше, чем величина входной силы, приложенной к съемнику на другом конце, F i. .Для съемника гвоздей,

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {\ text { i}}} {{l} _ {\ text {o}}} \\ [/ latex]

Это уравнение справедливо для рычагов в целом. Для гвоздодера МА больше единицы. Чем длиннее ручка на съемнике для гвоздей, тем большее усилие вы можете им приложить. Два других типа рычагов, которые немного отличаются от съемника гвоздей, — это тачка и лопата, показанные на Рисунке 2. Все эти типы рычагов похожи тем, что задействованы только три силы: входная сила, выходная сила и сила на пивот — и, таким образом, их скользящие средние равны

.

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} \\ [/ latex]

и

[латекс] \ text {MA} = \ frac {{d} _ {1}} {{d} _ {2}} \\ [/ latex],

с расстояниями, измеряемыми относительно физического стержня.Тачка и лопата отличаются от съемника гвоздей тем, что входное и выходное усилие находятся на одной стороне оси. В случае с тачкой выходное усилие или нагрузка находится между шарниром (осью колеса) и входной или приложенной силой. В случае с лопатой входное усилие находится между шарниром (на конце рукоятки) и грузом, но плечо входного рычага короче плеча выходного рычага. В этом случае МА меньше единицы.

Рис. 2. (a) В случае тачки выходное усилие или нагрузка находится между осью поворота и входным усилием.Шарнир — это ось колеса. Здесь выходная сила больше входной. Таким образом, тачка позволяет поднимать гораздо более тяжелые грузы, чем вы могли бы поднимать только своим телом. (b) В случае экскаватора входная сила находится между шарниром и грузом, но плечо входного рычага короче плеча выходного рычага. Шарнир находится за ручку, которую держит правая рука. Здесь выходная сила (поддерживающая груз лопаты) меньше входной силы (от руки, ближайшей к грузу), потому что входная сила действует ближе к оси поворота, чем выходная.

Пример 1. В чем преимущество тачки?

В тачке на Рисунке 2 груз имеет перпендикулярное плечо рычага длиной 7,50 см, в то время как руки имеют перпендикулярное плечо рычага 1,02 м. (a) Какую восходящую силу вы должны приложить, чтобы поддержать тачку и ее груз, если их общая масса составляет 45,0 кг? б) Какое усилие тачка действует на землю?

Стратегия

Здесь мы используем концепцию механического преимущества.

Раствор

(a) В этом случае [латекс] \ frac {{F} _ {\ text {o}}} {{F} _ {\ text {i}}} = \ frac {{l} _ {i} } {{l} _ {o}} \\ [/ latex] становится

[латекс] {F} _ {\ text {i}} = {F} _ {\ text {o}} \ frac {{l} _ {o}} {{l} _ {i}} \\ [ / латекс]

Сложив значения в это уравнение, получаем

[латекс] {F} _ {\ text {i}} = \ left (\ text {45.{2} \ right) \ frac {\ text {0,075 м}} {\ text {1,02 м}} = \ text {32,4 N} \\ [/ latex]

Диаграмма свободного тела (см. Рисунок 2) дает следующую нормальную силу: F i + N = W . Следовательно, Н = (45,0 кг) (9,80 м / с 2 ) — 32,4 Н = 409 Н. Н — нормальная сила, действующая на колесо; по третьему закону Ньютона сила, которую колесо оказывает на землю, составляет 409 Н.

Обсуждение

Еще более длинная ручка уменьшит усилие, необходимое для подъема груза.MA здесь MA ​​= 1.02 / 0.0750 = 13.6.

Еще один очень простой станок — это наклонный рубанок. Поднять тележку на самолет проще, чем поднять ту же тележку прямо вверх по лестнице, потому что прилагаемая сила меньше. Однако работа, выполняемая в обоих случаях (при условии, что работа, выполняемая трением, незначительна), одинакова. Наклонные переулки или пандусы, вероятно, использовались во время строительства египетских пирамид для перемещения больших каменных блоков на вершину. Кривошип — это рычаг, который можно поворачивать на 360 ° вокруг оси, как показано на рисунке 3.Такая машина может не выглядеть рычагом, но физика ее действий остается прежней. MA для кривошипа — это просто отношение радиусов r i / r 0 . Колеса и шестерни также имеют это простое выражение для своих скользящих средних. MA может быть больше 1, как для кривошипа, или меньше 1, как для упрощенной автомобильной оси, ведущей колеса, как показано. Если радиус оси составляет 2,0 см, а радиус колеса — 24,0 см, то MA = 2,0 / 24,0 = 0,083, и ось должна будет приложить к колесу силу в 12000 Н, чтобы она могла приложить силу в 1000 Н к колесу. земля.

Рис. 3. (a) Кривошип — это тип рычага, который можно поворачивать на 360 ° вокруг своей оси. Шатуны обычно рассчитаны на большую МА. (b) Упрощенная автомобильная ось приводит в движение колесо, диаметр которого намного больше диаметра оси. МА меньше 1. (c) Обычный шкив используется для подъема тяжелого груза. Шкив изменяет направление силы T , прилагаемой шнуром, без изменения ее величины. Следовательно, этот автомат имеет MA 1.

.

Обычный шкив имеет MA 1; он изменяет только направление силы, но не ее величину.Комбинации шкивов, такие как показанные на рисунке 4, используются для увеличения силы. Если шкивы не имеют трения, то выходное усилие приблизительно кратно натяжению троса. Количество тросов, тянущих прямо вверх по интересующей системе, как показано на приведенных ниже рисунках, приблизительно равно МА шкивной системы. Поскольку каждое крепление прикладывает внешнюю силу примерно в том же направлении, что и другие, они складываются, создавая общую силу, которая почти целое кратное входной силы T .

Рис. 4. (a) комбинация шкивов используется для увеличения силы. Сила является целым кратным напряжению, если шкивы не имеют трения. Эта система шкивов имеет два троса, прикрепленных к его нагрузке, таким образом прикладывая силу приблизительно 2 T . Эта машина имеет MA ≈ 2. (b) Три шкива используются для подъема груза таким образом, что механическое преимущество составляет около 3. Фактически к нагрузке прикреплены три троса. (c) Эта система шкивов прикладывает силу 4 T , так что MA ≈ 4.Фактически, интересующую систему протягивают четыре кабеля.

Сводка раздела

  • Простые машины — это устройства, которые можно использовать для увеличения или увеличения силы, которую мы прикладываем — часто за счет расстояния, на котором мы должны приложить силу.
  • Соотношение выходных и входных сил для любой простой машины называется ее механическим преимуществом.
  • Несколько простых машин: рычаг, съемник для гвоздей, тачка, кривошип и т. Д.

Концептуальные вопросы

1.Ножницы похожи на двухрычажную систему. Какая из простых машин на рисунках 1 и 2 больше всего аналогична ножницам?

2. Предположим, вы вытягиваете гвоздь с постоянной скоростью, используя съемник для гвоздей, как показано на рисунке 1. Находится ли съемник для гвоздей в равновесии? Что, если вы потянете гвоздь с некоторым ускорением — тогда гвоздегер находится в равновесии? В каком случае сила, прикладываемая к съемнику для гвоздей, больше и почему?

3. Почему силы, действующие на внешний мир конечностями нашего тела, обычно намного меньше, чем силы, действующие на мышцы внутри тела?

4.Объясните, почему силы в наших суставах в несколько раз больше, чем силы, которые мы прикладываем к внешнему миру своими конечностями. Могут ли эти силы быть даже больше, чем силы мышц (см. Предыдущий вопрос)?

Задачи и упражнения

1. В чем заключается механическое преимущество съемника для гвоздей, аналогичного показанному на рисунке 1, когда вы прикладываете усилие в 45 см от оси, а гвоздь находится на 1,8 см с другой стороны? Какое минимальное усилие необходимо приложить, чтобы приложить к гвоздю усилие в 1250 Н?

Рисунок 1.Съёмник для гвоздей — это рычаг с большим механическим преимуществом. Внешние силы на съемник для гвоздей показаны сплошными стрелками. Усилие, которое съемник для гвоздей прилагает к гвоздю ( F, , o ), не является силой, действующей на съемник для гвоздей. Сила противодействия, которую гвоздь оказывает на съемник ( F n ), является внешней силой и равна и противоположна F o . Перпендикулярные рычаги входных и выходных сил равны l i и l o .

2. Предположим, вам нужно поднять косилку весом 250 кг на 6,0 см над землей, чтобы сменить колесо. Если бы у вас был рычаг длиной 2,0 м, где бы вы разместили точку опоры, если бы ваше усилие было ограничено 300 Н?

3. a) В чем состоит механическое преимущество тачки, такой как та, что на рисунке 2, если центр тяжести тачки и ее груза имеет перпендикулярное плечо рычага 5,50 см, а руки имеют перпендикулярное плечо рычага. 1,02 м? (b) Какую восходящую силу вы должны приложить, чтобы поддержать тачку и ее груз, если их общая масса равна 55.0 кг? в) Какую силу действует колесо на землю?

4. Типичный автомобиль имеет ось с радиусом 1,10 см и шину с радиусом 27,5 см. В чем его механическое преимущество, если предположить, что очень упрощенная модель на рисунке 3 (b)?

5. Какое усилие инструмент для снятия гвоздей в Упражнении 1 оказывает на опорную поверхность? Съёмник для гвоздей имеет массу 2,10 кг.

6. Если вы использовали идеальный шкив типа, показанного на Рисунке 4 (а), для поддержки автомобильного двигателя массой 115 кг, (а) Каким было бы натяжение каната? б) Какую силу должен приложить потолок, если вы тянете веревку прямо вниз? Не пренебрегайте массой системы шкивов.

Рис. 4. (a) комбинация шкивов используется для увеличения силы. Сила является целым кратным напряжению, если шкивы не имеют трения. Эта система шкивов имеет два троса, прикрепленных к его нагрузке, таким образом прикладывая силу приблизительно 2T. У этой машины MA ≈ 2. (b) Три шкива используются для подъема груза таким образом, что механическое преимущество составляет около 3. Фактически к нагрузке прикреплены три троса. (c) Эта система шкивов прикладывает силу 4T, так что MA ≈ 4.Фактически, интересующую систему протягивают четыре кабеля.

7. Повторите упражнение 6 для шкива, показанного на рисунке 4 (c), предполагая, что вы тянете веревку прямо вверх. Масса шкивной системы 7,00 кг.

Глоссарий

механическое преимущество:
отношение выходных сил к входным для любой простой машины

Избранные решения проблем и упражнения

1. 25, 50 N

3. (а) MA = 18.5 (б) F i = 29.1 Н (в) 510 Н вниз

5. 1,3 × 10 3

7. (а) Т = 299 Н (б) 897 Н вверх

9.3 Простые машины — Физика

Задачи обучения секции

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Описать простые и сложные машины
  • Расчет механического преимущества и эффективности простых и сложных машин

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим ученикам овладеть следующими стандартами:

  • (6) Научные концепции.Учащийся знает, что в физической системе происходят изменения, и применяет законы сохранения энергии и количества движения. Ожидается, что студент:
    • (C) описывать простые и сложные машины и решать проблемы, связанные с простыми машинами;
    • (D) определяют входную работу, выходную работу, механическое преимущество и эффективность машин.

Кроме того, Руководство лаборатории по физике для старших классов рассматривает содержание этого раздела лаборатории под названием «Работа и энергия», а также следующие стандарты:

  • (6) Научные концепции.Учащийся знает, что в физической системе происходят изменения, и применяет законы сохранения энергии и количества движения. Ожидается, что студент:
    • (D) продемонстрировать и применить законы сохранения энергии и сохранения количества движения в одном измерении.

Раздел Ключевые термины

сложная машина КПД выход идеальное механическое преимущество плоскость наклонная ввод работы
рычаг механическое преимущество выходной работы шкив винт
простая машина клин колесо и ось

Поддержка учителей

Поддержка учителей

В этом разделе вы примените то, что вы узнали о работе, чтобы найти механическое преимущество и эффективность простых машин.

[BL] [OL] Спросите студентов, что они знают о машинах и работе. Избавьтесь от заблуждений о том, что машины сокращают объем работы. Убедитесь, что учащиеся не приравнивают машины к двигателям, запрашивая (и, при необходимости, предоставляя) примеры машин, которые не являются моторизованными. Объясните, что простые машины часто бывают ручными и они уменьшают силу, а не работают.

[AL] Попросите вспомнить формулу W = f d . Объясните: произведение силы и расстояния имеет решающее значение для понимания простых машин.Поскольку объем работы не изменяется, член f d не меняется, но сила может уменьшаться, если расстояние увеличивается. Это основной принцип всех простых машин.

Простые машины

Простые машины облегчают работу, но не уменьшают объем работы, которую вы должны выполнять. Почему простые машины не могут изменить объем выполняемой вами работы? Напомним, что в закрытых системах сохраняется общее количество энергии. Машина не может увеличить количество энергии, которую вы в нее вкладываете.Итак, чем полезна простая машина? Хотя он не может изменить объем выполняемой вами работы, простой механизм может изменить количество силы, которую вы должны приложить к объекту, и расстояние, на котором вы прикладываете силу. В большинстве случаев используется простая машина, чтобы уменьшить силу, которую вы должны приложить для выполнения работы. Обратной стороной является то, что вы должны приложить силу на большем расстоянии, потому что произведение силы и расстояния, f d , (что равняется работе), не меняется.

Давайте посмотрим, как это работает на практике.На рис. 9.7 (а) рабочий использует рычаг, чтобы приложить небольшую силу на большом расстоянии, в то время как монтировка тянет гвоздь с большой силой на небольшом расстоянии. На рис. 9.7 (b) показано, как работает рычаг математически. Сила усилия, приложенная на F, e , поднимает нагрузку (силу сопротивления), которая толкает вниз на F r . Треугольный шарнир называется точкой опоры; часть рычага между точкой опоры и F e является рычагом усилия, L e ; а часть слева — рычаг сопротивления, L r .Механическое преимущество — это число, которое говорит нам, во сколько раз простая машина умножает силу усилия. Идеальное механическое преимущество, IMA , — это механическое преимущество совершенной машины без потери полезной работы, вызванной трением между движущимися частями. Уравнение для IMA показано на Рисунке 9.7 (b).

Рисунок 9.7 (a) Монтировка — это разновидность рычага. (b) Идеальное механическое преимущество равно длине плеча усилия, деленному на длину плеча сопротивления рычага.

В общем случае IMA = сила сопротивления, F r , деленная на силу усилия, F e . IMA также равно расстоянию, на котором прилагается усилие, d e , деленному на расстояние, на которое проходит груз, d r .

IMA = FrFe = dedrIMA = FrFe = dedr

Возвращаясь к экономии энергии, для любой простой машины работа, вложенная в машину, W i , равна работе, которую выполняет машина, W o .Объединив это с информацией в параграфах выше, мы можем написать

Wi = WoFede = FrdrIf Fe dr.Wi = WoFede = FrdrIf Fe dr.

Уравнения показывают, как простая машина может производить такое же количество работы, уменьшая при этом величину силы усилия за счет увеличения расстояния, на котором прилагается сила усилия.

Watch Physics

Введение в Mechanical Advantage

В этом видео показано, как рассчитать IMA рычага тремя различными методами: (1) исходя из силы усилия и силы сопротивления; (2) от длины плеч рычага, и; (3) от расстояния, на которое приложена сила, и расстояния, на которое перемещается груз.

Teacher Support
Teacher Support

Начало этого видео может вызвать больше путаницы, чем освещение. Он показывает вывод с использованием триггерных функций, который выходит за рамки этой главы. Заинтересованные студенты могут захотеть пройти через это. Большинству студентов следует перейти к последним двум или трем минутам, в которых объясняются основы расчета IMA рычага с различными соотношениями. Обзор W = f d .

Контроль захвата

Смотрите Physics: Introduction to Mechanical Advantage. Это видео знакомит с простыми машинами, механическими преимуществами и моментами.

Двое детей разного веса катаются на качелях. Как они позиционируют себя относительно точки поворота (точки опоры), чтобы быть уравновешенными?

  1. Более тяжелый ребенок сидит ближе к точке опоры.
  2. Более тяжелый ребенок сидит дальше от точки опоры.
  3. Оба ребенка сидят на равном расстоянии от точки опоры.
  4. Поскольку оба имеют разный вес, они никогда не будут уравновешены.

Некоторые рычаги оказывают большое усилие на плечо с коротким усилием. Это приводит к меньшей силе, действующей на большем расстоянии на конце рычага сопротивления. Примерами рычага этого типа являются бейсбольные биты, молотки и клюшки для гольфа. В рычаге другого типа точка опоры находится на конце рычага, а нагрузка — посередине, как в конструкции тачки.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[AL] Сообщите учащимся, что есть два других класса рычагов с различным расположением нагрузки, точки опоры и усилия. Попросите их сначала попробовать их набросать. После того, как они с вашей помощью или без вашей помощи обнаружат эти три вида, спросите, могут ли они придумать примеры типов, не показанных на рис. 9.7.

Простая машина, показанная на рисунке 9.8, называется колесом и осью . На самом деле это рычаг.Разница в том, что рычаг усилия может вращаться по полной окружности вокруг точки опоры, которая является центром оси. Сила, приложенная к внешней стороне колеса, вызывает большее усилие, прилагаемое к веревке, намотанной вокруг оси. Как показано на рисунке, идеальное механическое преимущество рассчитывается путем деления радиуса колеса на радиус оси. Любое кривошипно-шатунное устройство — это пример колеса и оси.

Рисунок 9.8 Сила, приложенная к колесу, действует на его ось.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] [OL] Посмотрите, понимают ли ученики идею о том, что колесо и ось на самом деле являются разновидностью рычага. Покажите им, что это больше похоже на рычаг, если заменить колесо на кривошип. Приведите несколько примеров: брашпиль с ручным приводом, рулевое колесо, дверная ручка и т. Д. Спросите их, почему рулевые колеса имели больший диаметр до изобретения рулевого управления с гидроусилителем.

[AL] Объясните, что колеса на транспортных средствах — это не совсем простые машины в том же смысле, что и на рисунке 9.8. Ось транспортного средства не работает под нагрузкой. Потери энергии на трение уменьшаются, но ничего не поднимается.

Наклонная плоскость и клин — две формы одной и той же простой машины. Клин — это просто две наклонные плоскости вплотную друг к другу. На рис. 9.9 показаны простые формулы для расчета IMA для этих машин. Все наклонные, мощеные поверхности для прогулок или езды являются наклонными плоскостями. Ножи и головки топоров являются примерами клиньев.

Рисунок 9.9 Слева показана наклонная плоскость, справа — клин.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] [OL] Расскажите о том, чем наклонные плоскости и клинья похожи и различны. Обратите внимание, что при использовании наклонной плоскости груз перемещается, но при использовании клина груз неподвижен, и машина перемещается. Объясните, почему эти машины обычно теряют на трение больше энергии, чем другие простые машины.

Винт, показанный на рисунке 9.10 — фактически рычаг, прикрепленный к круглой наклонной плоскости. Саморезы по дереву (конечно) также являются примерами шурупов. Рычажная часть этих винтов представляет собой отвертку. В формуле для IMA расстояние между резьбой винта называется шагом и обозначается символом P .

Рисунок 9.10 Показанный здесь винт используется для подъема очень тяжелых предметов, например, угла автомобиля или дома на небольшое расстояние.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] [OL] Предположим, что винт классифицируется как отдельный тип простой машины, возможно, потому, что он выглядит совсем не так, как на самом деле — наклонная плоскость, которую иногда поворачивают рычаг.Объясните, что комбинированное механическое преимущество может быть огромным. Устройства, подобные показанному на рис. 9.9, используются для подъема автомобилей и даже домов. Попросите учащихся сравнить этот винт с шурупом для дерева и круговой лестницей.

[AL] Спросите студентов, чем силы, действующие на винт для дерева, отличаются от сил, прилагаемых винтом на рис. 9.9. Попросите объяснить 2 ππ в уравнении для IMA .

На рис. 9.11 показаны три разные системы шкивов.Из всех простых машин механическое преимущество легче всего рассчитать для шкивов. Просто посчитайте количество веревок, поддерживающих груз. Это IMA . И снова мы должны приложить силу на большем расстоянии, чтобы увеличить силу. Чтобы поднять груз на 1 метр с помощью шкивной системы, вам нужно потянуть за N метров веревки. Шкивные системы часто используются для подъема флажков и оконных жалюзи и являются частью механизма строительных кранов.

Рисунок 9.11 Здесь показаны три системы шкивов.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] Расчет для IMA шкива кажется слишком простым, чтобы быть правдой, но это так. Попросите учащихся попытаться понять, почему IMA — это просто N . Скажите им, что просмотр видео должен прояснить этот момент. Шкивы когда-то были замечены на парусных кораблях и фермах, где они использовались для подъема тяжелых грузов. Свес, который вы, возможно, видели на конце старых крыш сараев, — это то место, где когда-то был прикреплен шкив.Таким образом, тюки сена можно было поднимать на сеновал, не намокая. Шкивы все еще используются, чаще всего на больших строительных кранах.

Watch Physics

Механическое преимущество наклонных плоскостей и шкивов

В первой части этого видео показано, как рассчитать IMA систем шкивов. В последней части показано, как рассчитать IMA наклонной плоскости.

Поддержка учителей
Поддержка учителей

Перед просмотром видео ознакомьтесь с тем, что было известно о IMA наклонных плоскостей и систем шкивов.Напомните ученикам, что для получения идеального тренажера работа = тренировка, и что W = f d . На видео показано, как найти f s и d s.

Контроль захвата

Как можно использовать шкив для подъема легкого груза на большую высоту?

  1. Уменьшить радиус шкива.
  2. Увеличьте количество шкивов.
  3. Уменьшите количество веревок, поддерживающих груз.
  4. Увеличьте количество веревок, поддерживающих груз.

Сложная машина — это комбинация двух или более простых машин. Кусачки на рис. 9.12 сочетают в себе два рычага и два клина. Велосипеды включают колеса и оси, рычаги, винты и шкивы. Автомобили и другие транспортные средства представляют собой комбинации многих машин.

Рисунок 9.12 Кусачки — обычное сложное устройство.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[BL] [OL] Убедитесь, что учащиеся понимают, что сложная машина — это всего лишь комбинация простых машин и по-прежнему довольно проста .Не позволяйте им путать этот термин со сложными машинами, такими как компьютеры. Обратите внимание, что IMA отдельных простых машин в сложной машине обычно умножаются, потому что выходная сила одной машины становится входной силой другой машины. Для дополнительного веселого занятия попросите учащихся поискать в Интернете Rube Goldberg machine .

Расчет механического преимущества и эффективности простых машин

В общем случае IMA = сила сопротивления, F r , деленная на силу усилия, F e . IMA также равно расстоянию, на котором прикладывается усилие, d e , деленному на расстояние, на которое перемещается груз, d r .

IMA = FrFe = dedrIMA = FrFe = dedr

Вернитесь к обсуждению каждой простой машины для конкретных уравнений для IMA для каждого типа машины.

Никакие простые или сложные машины не обладают фактическими механическими преимуществами, рассчитанными по уравнениям IMA .В реальной жизни часть прикладной работы всегда заканчивается потерей тепла из-за трения между движущимися частями. Как входная работа ( W, i ), так и выходная работа ( W, o ) являются результатом силы, F , действующей на расстоянии, d .

Wi = FidiandWo = FodoWi = FidiandWo = Fodo

Выходная эффективность машины — это просто выходная работа, деленная на входную работу, и обычно умножается на 100, чтобы выразить ее в процентах.

% Эффективности = WoWi × 100% эффективности = WoWi × 100

Посмотрите фотографии простых машин и подумайте, какая из них будет иметь наибольшую эффективность. Эффективность связана с трением, а трение зависит от гладкости поверхностей и площади соприкасающихся поверхностей. Как смазка повлияет на эффективность простой машины?

Поддержка учителя

Поддержка учителя

[BL] [OL] Просмотрите материал о потере механической энергии на тепло и о законе сохранения энергии.Объясните, как потеря тепла из-за трения гарантирует, что Вт o всегда будет меньше, чем Вт i , что препятствует достижению КПД 100%.

Рабочий пример

Эффективность рычага

Входная сила 11 Н, действующая на рычаг усилия, перемещается на 0,4 м, что поднимает груз 40 Н, опирающийся на рычаг сопротивления, на расстояние 0,1 м. Каков КПД машины?

Стратегия

Сформулируйте уравнение для КПД простой машины,% КПД = WoWi × 100,% КПД = WoWi × 100, и вычислите Вт o и Вт i . Оба значения работы являются продуктом Fd .

Решение

Wi = FidiWi = Fidi = (11) (0,4) = 4,4 Дж и Wo = FodoWo = Fodo = (40) (0,1) = 4,0 Дж, тогда% КПД = WoWi × 100 = 4,04,4 × 100 = 91% эффективность = WoWi × 100 = 4,04,4 × 100 = 91%

Обсуждение

КПД реальных машин всегда будет меньше 100 процентов из-за работы, которая преобразуется в недоступное тепло за счет трения и сопротивления воздуха. W o и W i всегда можно рассчитать как силу, умноженную на расстояние, хотя эти величины не всегда так очевидны, как в случае рычага.

Поддержка учителя

Поддержка учителя

Совет для учителя — при расчете эффективности достаточно легко понять, что такое сила, прилагаемая и выходящая: сила, которую вы прикладываете, — это сила, а вес поднимаемого объекта — это сила. .Входные и выходные расстояния легче увидеть для рычага, наклонной плоскости и клина. Остальные три не так очевидны. Для системы шкивов входное расстояние — это расстояние, на которое вы тянете веревку, а выходное расстояние — это расстояние, на которое поднимается нагрузка. Для колеса и оси входное расстояние — это окружность колеса, а выходное расстояние — это окружность оси. Для винта входное расстояние — это длина окружности, к которой приложена сила, а выходное расстояние — это расстояние между резьбой винта.

Практические задачи

10.

Каков IMA наклонной плоскости длиной 5 \, \ text {m} и высотой 2 \, \ text {m}?

  1. 0,4
  2. 2,5
  3. 0,4 \, \ text {m}
  4. 2,5 \, \ text {m}
11.

Если система шкивов может поднять нагрузку 200 Н с усилием 52 Н и имеет КПД почти 100 процентов, сколько канатов поддерживает нагрузку?

  1. Требуется 1 веревка, потому что фактическое механическое преимущество равно 0.26.
  2. Требуется 1 канат, поскольку фактическое механическое преимущество составляет 3,80.
  3. Требуется 4 троса, поскольку фактическое механическое преимущество составляет 0,26.
  4. Требуется 4 троса, поскольку фактическое механическое преимущество составляет 3,80.

Проверьте свое понимание

12.

Верно или неверно — КПД простой машины всегда меньше 100 процентов, потому что небольшая часть входной работы всегда преобразуется в тепловую энергию из-за трения.

  1. Истинный
  2. Ложь
13.

Круглая ручка смесителя прикреплена к штоку, который открывает и закрывает клапан при повороте ручки. Если стержень имеет диаметр 1 см, а IMA станка равен 6, каков радиус ручки?

  1. 0,08 см
  2. 0,17 см
  3. 3,0 см
  4. 6,0 см

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание», чтобы оценить достижения учащимися учебных целей раздела.Если учащиеся не справляются с какой-либо конкретной целью, «Проверьте свое понимание» поможет определить, какая из них, и направит учащихся к соответствующему содержанию.

фактов о простых машинах для детей

Каждый день вы используете тренажеры, даже не задумываясь об этом. Машина — это все, что помогает облегчить работу. Основные инструменты, такие как степлеры, отвертки и ножницы, представляют собой простые машины. Все эти машины основаны на простых изобретениях, таких как рычаги, плоскости, шкивы или колеса. Все о простых машинах: это образцы простых машин.

Интересные факты о простых машинах для детей
  • Рычаг — это жесткая доска или перекладина, которая опирается на основание, называемое точкой опоры. Точка опоры поднимает и перемещает предметы. Ножницы, плоскогубцы, грабли и степлеры — это все типы рычагов.
  • Шкив имеет трос и колеса. Его можно использовать, чтобы подтянуть вещи. В старинном колодце используется шкив для забора воды из-под земли.
  • У клина заостренный конец. Его можно во что-то загнать, чтобы отделить. Топор — это клин.Так гвоздь.
  • Колесо и ось — это разновидность простой машины. Через колесо проходит стержень или ось. У вашего велосипедного колеса есть колесо и ось.
  • Наклонная плоскость имеет уклон, ведущий от более низкой поверхности к более высокой. Наклонный тротуар — это наклонная плоскость. Самосвал и американские горки тоже имеют наклонные плоскости.
  • Винт — это наклонная плоскость, намотанная на стержень. Он надежно скрепляет вещи.
Тест Simple Machines

Словарь Simple Machine
  1. Жесткий : твердый, несгибаемый
  2. Основание : фундамент
  3. Отдельное : раздвинуть
У клина заостренный конец.Его можно во что-то загнать, чтобы отделить.

Узнайте больше о простых машинах: типы и функции Винт — это наклонная плоскость, обернутая вокруг стержня. Он надежно скрепляет вещи.

Посмотрите этот видеоролик о простых машинах:

Мультяшный видеоролик о типах и функциях простых машин.

Простая машина, вопросы и ответы

Вопрос : Кто изобрел первые простые машины?

Ответ : Греческий ученый и математик Архимед не изобретал простые машины, но он их разрабатывал и улучшал.Ранний человек изобрел первые машины более 2 миллионов лет назад. Это были каменные топоры. Люди сделали ветряные мельницы и двигатели воды примерно во время Рождества Христова. Даже обезьяны и некоторые другие животные используют простые механизмы, такие как палки и камни, чтобы добывать еду.

Вам понравился веб-сайт Easy Science for Kids все о Simple Machines info? Пройдите БЕСПЛАТНУЮ и увлекательную викторину «Простые машины» и загрузите БЕСПЛАТНУЮ рабочую таблицу «Простые машины» для детей. Для получения подробной информации нажмите здесь.

Простые факты о машинах для детей

Ранним людям приходилось искать способы с легкостью делать простые вещи.Это побудило их использовать такие вещи, как дерево, кости и камни, для таких задач, как копание, очистка и охота.

Шли дни, изобреталось все больше и больше машин, что приводило к инновациям простых машин. В современном мире несколько сложных станков состоят из нескольких простых станков, что упрощает работу.

Основная причина использования простых машин — уменьшить усилия, необходимые для выполнения задачи.

Ученые используют термин простая машина для обозначения

  • Клин
  • Шкив
  • Винт
  • Наклонная плоскость,
  • рычаг
  • Колесо и ось

Их можно использовать по отдельности или в комбинации.В отношении простых машин следует отметить одну важную вещь: они не уменьшают и не увеличивают силу, приложенную к ним, а скорее используют приложенную к ним силу.

Чаще ученики не осознают, когда они используют эти простые машины в своей повседневной жизни. В этой статье я выделю несколько примеров простых машин, которые мы использовали почти каждый день. Это поможет студентам проанализировать окружающие их машины и определить, являются ли они простыми машинами или нет.

Простые факты о машинах для детей

  • Рычаг может помочь нам поднимать грузы
  • Шкив имеет веревку и колесо на фиксированной оси
  • Пример клина — ножницы
  • Винт — наклонная плоскость, обернутая вокруг шеста
  • Наклонная плоскость — это ножницы. пандус, используемый для перемещения тяжелых предметов
  • A Колесо и ось помогают нам перемещать объекты с меньшим сопротивлением и трением

Что такое простая машина?

Простая машина — это устройство с небольшим количеством движущихся частей или без них, используемое для изменения движения, и величина силы, позволяющая легко выполнять работу.Они достигают этого с помощью:

  • Передача силы от одной точки к другой
  • Изменение направления силы
  • Увеличение величины силы
  • Увеличение скорости или расстояния силы

Единственная цель простых машин — облегчить работу. Если бы их не было, некоторые задачи были бы даже невозможны. Есть шесть простых машин, в том числе:

1. Клинья

Клин — это простая машина, состоящая из двух наклонных плоскостей и очень напоминающая наклонную плоскость или пандус.Один его конец обычно толстый, а другой острый. Клинья облегчают работу, увеличивая расстояние, на которое перемещается объект, уменьшая силу. Более длинные края облегчают работу, чем короткие, так как они имеют дополнительное механическое преимущество. Клинья используются для разных целей, например для резки, удержания и стягивания предметов.

Люди использовали клинья миллионы лет назад. В древности люди использовали их для охоты, рубки деревьев и резьбы по камням.Топор также является одним из древних клиньев, сделанных человеком. Одно из применений клиньев в реальной жизни — современные автомобили и самолеты. У них обычно есть заостренные передние части, которые помогают им рассекать воздух с меньшим сопротивлением. Есть два вида клиньев. Это одинарные и двойные клинья.

Примеры клиньев: топоры, бензопилы, ножи и ножницы.

2. Винт

сообщает, что этот винт adA относится к наклонной плоскости, обернутой вокруг цилиндра. Вокруг него также есть выступы, также известные как нити.Расстояние между одной резьбой и другой у винта обычно одинаковое.

Шурупы используются для скрепления вещей, а маленькие легко снимаются с помощью молотка или отвертки. Винты — это не то же самое, что гвозди, разница в том, что гвозди не имеют резьбы. Раньше винты были деревянными и в основном использовались для прессования одежды, проволоки и оливкового масла.

В настоящее время они сделаны из металлических материалов и более прочны.

У них тоже есть несколько приложений.Винты работают, преобразуя поступательное движение из вращательного движения.

Типы винтов

3. Колесо и ось

Колесо и ось являются одними из наиболее часто используемых простых машин и существуют уже несколько десятилетий. До его изобретения было очень много транспортных ограничений, особенно когда тяжелые грузы нужно было перевозить на большие расстояния. Колесо и ось — это простая машина с колесом с пазом, через которое проходит стержень (ось).

В древности в нем приносили воду из колодца.Это облегчает работу, изменяя расстояние, на котором применяется сила. Колесо и оси вращаются одновременно. Это означает, что оба завершат вращение за одно и то же время. Поскольку у них разные радиусы, расстояние, которое они преодолевают за одно и то же время, разное. Это то, что обеспечивает механическое преимущество. К колесу прилагается небольшое усилие, которое затем преобразуется в более сильную силу на оси.

Колесо также значительно снижает трение при перемещении объекта, облегчая работу.Нововведение колеса и оси привело к созданию нескольких объектов, таких как повозки и колесницы, которые упростили транспортировку. Помимо уменьшения трения, колесо и ось также увеличивают силу. Это означает, что когда к колесу прилагается усилие, оно передается на ось и даже больше. Колесо и ось могут работать двумя способами. К ним относятся:

  • Сила, приложенная к колесу
  • Сила, приложенная к оси

4. Наклонные плоскости

Наклонная плоскость — это именно то, что написано в ее названии.Это плоскость наклонная, или, другими словами, наклонная. Эта простая машина соединяет нижний уровень с верхним, что упрощает перемещение объектов. Наклонная поверхность поддерживает некоторый вес объекта при его движении вверх, что позволяет использовать меньшее усилие. Однако объект должен перемещаться на большее расстояние, чем по прямой поверхности. Объект будет использовать меньшую силу для движения вверх по наклонной плоскости с более пологим уклоном.

Одно из наиболее распространенных применений наклонных самолетов — погрузка тяжелых предметов в грузовик с использованием рампы.Чтобы поместить объект внутрь транспортного средства, требуется меньшее усилие, поскольку требуется преодолеть большее расстояние.

К другим типам наклонных плоскостей относятся:

  • Пандус для инвалидных колясок
  • Слайд
  • Наклонная крыша

5. Шкивы

Шкив обычно имеет колесо и веревку, проходящую через его обод. Шкив — это шкив с рифленым ободом. Шкив — это простая машина, которая позволяет легко поднимать тяжелые предметы.

Чтобы поднять предметы, человек обычно тянет вниз одну сторону веревки, что заставляет другую сторону двигаться вверх.Он может иметь одно или несколько колес. Шкив с более чем одним колесом делает работу еще проще, поскольку усилие, тянущее одну сторону веревки, увеличивается.

Шкивы

можно использовать по отдельности или в комбинации для перемещения объектов. Шкивы широко используются, и если вы достаточно внимательны, вы можете наблюдать за некоторыми из них вокруг себя. Вот некоторые из шкивов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни:

  • Грузовая система
  • Кран
  • Двигатель
  • Флагшток
  • Бульдозер
  • Эскалатор

Три типа шкивов включают:

Фиксированные шкивы

Этот тип шкива имеет барабан, который прикреплен только к одной точке.Он позволяет изменять направление силы, облегчая перемещение объектов из одной точки в другую.

Подвижные шкивы

Этот тип шкива имеет барабан, который перемещается, когда пользователь перемещает груз. Колодец — самый распространенный пример подвижного шкива. Он работает за счет уменьшения силы, необходимой для подъема груза. Нагрузка размещается на одной стороне шкива, а сила — на другой стороне. Когда человек, несущий воду, прикладывает силу, груз опускается вниз, создавая противодействующие силы.

Составная система

Составная система имеет фиксированные и подвижные шкивы. Его также называют комбинированным шкивом. Составные шкивы в основном используются на строительных площадках для подъема тяжелого оборудования. Чем больше шкивов имеет составной шкив, тем легче поднимать груз.

6. Рычаги

Как рычаг помогает перемещать тяжелые предметы? Рычаг упрощает работу, сводя к минимуму силу, необходимую для подъема груза или перемещения предметов, за счет увеличения расстояния, на котором действует сила.Рычаги не увеличивают или не уменьшают количество энергии, необходимое для перемещения или подъема предметов. Вместо этого они распределяют прилагаемое к ним усилие на большее расстояние. К распространенным типам рычагов относятся тачки, качели и ножницы. Есть три типа рычагов. К ним относятся:

Рычаг первого класса

Первоклассные рычаги имеют жесткую и длинную балку. Балки имеют точку опоры в центре, что позволяет им балансировать и легко перемещаться вверх и вниз. Пользователь помещает нагрузку на один конец балки, прикладывая усилие к другому концу.Рычаги очень полезны при подъеме очень тяжелых грузов с меньшими усилиями. Угонщик — один из примеров первоклассного рычага.

Рычаг второго класса

В рычагах второго класса нагрузка находится между точкой опоры и усилием. Открывалки для бутылок и тачки — некоторые из примеров рычагов второго сорта. Область лодыжки человека также является примером рычага второго класса. Когда человек стоит на цыпочках, ступня действует как точка опоры, тело — как нагрузка, а сокращение мышц — как усилие.

Рычаг третьего класса

В рычагах третьего класса усилие обычно находится между точкой опоры и грузом. Примеры этих рычагов: пинцет, рыболовная дорога и метла.

Какие простые механизмы есть в велосипеде?

Многие из машин, которые у нас есть в настоящее время, представляют собой комбинацию различных простых машин, включая велосипед. Обычно в нем есть следующие простые машины.

  • Колесо и ось: педали, кассета, колеса и шатуны
  • Шкивы: тормозной механизм, привод, механизм переключения и цепи на шестернях
  • Рычаги: рули, тормоза и переключатели передач
  • Наклонные плоскости: шина Ремкомплект, зубья звездочки, винты, скрепляющие его

Так как велосипед состоит из простых машин, он также облегчает работу.Как это сделать? Если вы решите ходить, вам потребуется много времени и энергии. Использование велосипеда может помочь вам добраться до места назначения быстрее и с меньшими затратами энергии.

Примеры простых машин в реальном мире

Я смотрю на предметы вокруг себя и вижу повсюду простые машины. Даже то, что вы используете почти ежедневно, состоит из одной простой машины или нескольких из них, собранных вместе, чтобы образовать сложную машину. Люди изобретательны и будут делать все, что в их силах, с легкостью.Даже ученики будут сталкиваться с некоторыми простыми машинами в процессе обучения, хотя они могут этого не осознавать. Вот некоторые из наиболее распространенных простых машин, встречающихся в реальном мире.

  • Точилка для карандашей — Точилка для карандашей состоит из двух простых машин: колеса, оси и клина.
  • Молоток. Молоток представляет собой пример рычага, когда он используется для забивания гвоздей в дерево.
  • Вращающееся колесо — Вращающееся колесо является примером колеса и оси. Он используется для превращения волокна в пряжу и существует с древних времен.
  • Часы — Часы также являются примером колеса и оси. Некоторые часы состоят из рычагов, шкивов и клиньев, что делает их сложными механизмами.

Почему важны простые машины?

Только представьте, как было бы, если бы не было простых машин. Перевозка тяжелого багажа была бы кошмаром. Мы не были бы предметами, которыми мы пользуемся каждый день, и выполнение даже самых простых задач было бы таким трудным. К счастью, простые машины легко доступны, и они позволяют нам без труда выполнять любую задачу.

Как и их названия, простые машины просты. Некоторые используются исключительно, в то время как другие образуют части больших машин. Некоторые простые машины увеличивают скорость и расстояние отряда, заставляя вещи двигаться быстрее и дальше.

Некоторые изменят направление силы и заставят вещи двигаться в разных направлениях. Другие простые машины увеличивают прилагаемую силу и позволяют человеку поднимать очень тяжелые предметы, чего он не смог бы в отсутствие машин.

Что такое простые машины дома?

Большинство машин, используемых дома, кажутся сложными, но если их разбить на отдельные части, они состоят из нескольких простых машин. Вот несколько простых машин, которые можно найти дома:

Наклонные плоскости

клинья

  • Вилки
  • Тёрки для сыра
  • Овощечистки
  • Открывалки
  • Кнопки

Винты

  • Часть луковиц
  • Открывалка для бутылок
  • Крышки для банок

Рычаги

  • Ножницы
  • Качели
  • Клещи
  • Кусачки для ногтей

Шкив

Колесо и ось

  • Автомобили
  • Вентиляторы
  • Игрушки
  • Рыболовные катушки
  • Петли двери

Как простые машины упрощают работу?

Простые машины облегчают работу, переводя рабочую силу с одной части устройства на другую.Они также генерируют силу, контролируют его движение и направление, не создавая никакой энергии.

Функционирование простой машины измеряется двумя факторами: ее эффективностью и механическими преимуществами. Под эффективностью понимается то, насколько хорошо он преобразует входящую энергию в ценную полезную энергию.

Выходная энергия должна быть равна выходной энергии. Однако это не всегда так, поскольку некоторая энергия тратится впустую из-за тепла и трения.

Механическое преимущество — это отношение выходной силы к входной.

.