6 видов простых машин

Работа выполняется путем приложения силы на расстоянии. Эти шесть простых машин создают большую выходную силу, чем входную; соотношение этих сил и есть механическое преимущество 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 г. до н.э .; Архимеду приписывают высказывание: «Дайте мне место, чтобы встать, и я сдвину землю». Бейсбольные биты, качели, тачки и ломы – это все типы рычагов.

Колесо и ось

Колесо круглой формы. 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.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость – это плоскость. поверхность установлена ​​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. «Равновесие на плоскости» Архимеда описывает центры тяжести различных геометрических плоских фигур.

Клин

Часто считается, что клин двойная наклонная плоскость (обе стороны наклонены), которая перемещается для приложения силы 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 не менее 1,2 миллиона лет назад для изготовления каменных орудий.

Винт

Винт – это вал, на поверхности которого имеется наклонная канавка. 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 (орошение сада из реки). Эта машина позже будет известна как винт Архимеда.

Шкив

Шкив – это колесо с канавкой вдоль его край, на котором можно разместить веревку 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, создав первый полностью реализованный блок и снасть.

Что такое машина?

Впервые слово «машина» («machina») в греческом языке 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.
  • Ceccarelli, Marco. «Вклад Архимеда в механику и конструкцию механизмов». Теория механизмов и машин 72 (2014): 86–93. Печать.
  • Хондрос, Томас Дж. «Архимед – жизнь и машины». Теория механизмов и машин 45.11 (2010): 1766–75. Печать.
  • 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 возобновляемых и устойчивых источников энергии 51 (2015): 497–505. Печать.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий