Preprost stroj

Preprost stroj , katero koli od več naprav z malo ali brez gibljivih delov, ki se uporabljajo za spreminjanje gibanje in velikost sile za izvajanje dela. So najpreprostejši znani mehanizmi, ki lahko uporabijo vzvod (ali mehansko prednost) za povečanje sile. Preprosti stroji so nagnjena ravnina, vzvod, klin, kolo in os, jermenica in vijak .

preprosti stroji

preprosti stroji Šest preprostih strojev za pretvorbo energije v delo. Enciklopedija Britannica, Inc.



The nagnjena ravnina

Nagnjena ravnina je sestavljena iz nagnjene površine; uporablja se za dvigovanje težkih teles. Ravnina ponuja mehansko prednost, saj je sila, potrebna za premikanje predmeta po naklonu, manjša od dvignjene teže (popust trenje ). Bolj kot je strmina naklona ali naklona, ​​bolj kot se potrebna sila približuje dejanski teži. Izraženo matematično, sila F potrebno za premikanje bloka D navzgor po nagnjeni ravnini brez trenja je enaka njegovi teži IN pomnoži s sinusom kota, ki ga nagne nagnjena ravnina, z vodoravnico (θ). Enačba je F = IN brez θ.



nagnjena ravnina

nagnjena ravnina V tej predstavitvi nagnjene ravnine D predstavlja blok, ki ga je treba premakniti po ravnini, F predstavlja silo, potrebno za premikanje bloka, in IN predstavlja težo bloka. Izraženo matematično in ob predpostavki, da je ravnina brez trenja, F = IN greh θ. Enciklopedija Britannica, Inc.

Načelo nagnjene ravnine se pogosto uporablja - na primer pri klančinah in povratnih cestah, kjer lahko majhna sila, ki deluje na razdaljo vzdolž pobočja, opravi veliko dela.



Ročica

Vzvod je palica ali deska, ki sloni na nosilcu, imenovanem oporišče. Sila navzdol, ki deluje na enem koncu ročice, se lahko prenese in poveča na drugo stran navzgor, kar majhni sili omogoča dvig velike teže.

vzvodi

vzvoda Dva primera vzvodov (levo) Trak, podprt in prosto obračljiv na oporišču f , pomnoži silo navzdol F uporablja v točki do takšna, da lahko premaga obremenitev P ki ga izvaja masa kamnine na točki b . Če je na primer dolžina do f je petkrat b f , moč F se pomnoži petkrat. (Desno) Hrestač je v bistvu dva vzvoda, ki sta povezana z zatičem v oporišču f . Če do f je trikrat b f , moč F izvajajo ročno v točki do se pomnoži trikrat pri b , enostavno premagovanje tlačne trdnosti P na kratko. Enciklopedija Britannica, Inc.

Vsi zgodnji ljudje so ročico uporabljali v neki obliki, na primer za premikanje težkih kamnov ali kot kopanje palic za obdelavo zemlje. Načelo vzvoda je bilo uporabljeno pri zamenjavi ali senci, dolgem vzvodu, zasukanem ob enem koncu s ploščadjo ali posodo za vodo, obešeno na kratki roki, in protiuteži, pritrjeni na dolgi roki. Človek bi lahko dvignil večkrat svojo težo, tako da bi potegnil dolgo roko. Ta naprava naj bi jo že v 1500 uporabljali v Egiptu in Indiji za dvigovanje vode in dvigovanje vojakov nad zidovibce.



shadowof

shadowof Shadoof, osrednja Anatolija, Turčija. Noumenon

Klin

Klin je predmet, ki se zoži na tanek rob. Potiskanje klina v eno smer ustvarja silo v bočni smeri. Običajno je narejen iz kovine ali lesa in se uporablja za cepljenje, dviganje ali zategovanje, kot pri pritrjevanju glave kladiva na ročaj.

klin

klin Klin, ki se uporablja za cepljenje lesa. Shakespeare



Klin so v prazgodovini uporabljali za cepljenje hlodov in kamenja; sekira je tudi klin, prav tako zobje na žagi. Glede na mehansko funkcijo lahko vijak razumemo kot klin, ovit okoli valja.

območje med severno in južno Korejo

Kolo in os

Kolo in os sta sestavljena iz krožnega okvirja (kolo), ki se vrti na gredi ali palici (os). V najzgodnejši obliki so ga verjetno uporabljali za dvigovanje uteži ali vodnih vedrov iz vodnjakov.



Njeno načelo delovanja je najbolje razložiti z napravo z velikim in majhnim zobnikom, pritrjenim na isto gred. Težnja sile, F , ki se uporablja v polmeru R na veliki prestavi za obračanje gredi zadostuje za premagovanje večje sile IN v polmeru r na majhni prestavi. Pojačanje sile ali mehanska prednost je enako razmerju obeh sil ( IN : F ) in enako razmerju med polmerom obeh zobnikov ( R : r ).

razporeditev koles in osi

razporeditev koles in osi Dve kolesi in osi (A) Z veliko prestavo in majhno prestavo, pritrjeno na isto gred ali os, sila F nanesena v polmeru R na veliki prestavi zadostuje za premagovanje večje sile IN v polmeru r na majhni prestavi, obračanje osi. (B) V bobnu in vrvi, ki lahko dviguje težo, velik boben polmera R lahko uporabite za obračanje majhnega bobna. Povečanje mehanske prednosti je mogoče doseči z uporabo velikega bobna za obračanje majhnega bobna z dvema polmeroma, kot tudi blok jermenice. Ko sila F se nanese na vrv, ovito okoli velikega bobna, vrv, ovita okoli majhnega bobna z dvema polmeroma, se odvije od d (polmer r 1.) in na D (polmer r dva). Moč IN na polmeru jermenice P je enostavno premagati in pritrjeno utež dvigniti. Enciklopedija Britannica, Inc.

Če velike in majhne zobnike zamenjamo z bobni velikega in majhnega premera, ki so oviti z vrvmi, lahko kolo in os dvigneta težo. Dvignjena teža je pritrjena na vrv na majhnem bobnu, operater pa potegne vrv na velik boben. V tej ureditvi je mehanska prednost polmer velikega bobna, deljen s polmerom majhnega bobna. Povečanje mehanske prednosti je mogoče doseči z uporabo majhnega bobna z dvema polmeroma, r 1.in r dva, in blok jermenice. Ko na velik boben deluje sila, se vrv na majhnem bobnu zavije na D in iz d.

Mera ojačanja sile, ki je na voljo s sistemom škripcev in vrvi, je razmerje hitrosti ali razmerje hitrosti, s katero sila deluje na vrv ( V F ) do hitrosti, s katero se dvigne teža ( V IN ). To razmerje je enako dvakratnemu polmeru velikega bobna, deljenemu z razliko v polmerov manjših bobnov D in d. Matematično izraženo enačba je V F / V IN = 2 R / ( r dva- r 1.). Dejanska mehanska prednost IN / F je manjše od tega razmerja hitrosti, odvisno od trenja. Zelo veliko mehansko prednost je mogoče doseči s to razporeditvijo tako, da sta dva manjša bobna D in d skoraj enakega polmera.