Enkel maskin , någon av flera enheter med få eller inga rörliga delar som används för att modifiera rörelse och storleken på en kraft för att utföra arbete. De är de enklaste kända mekanismerna som kan använda hävstång (eller mekanisk fördel) för att öka kraften. De enkla maskinerna är lutande plan, spak, kil, hjul och axel, remskiva och skruva .
enkla maskiner Sex enkla maskiner för att omvandla energi till arbete. Encyclopædia Britannica, Inc.
Ett lutande plan består av en sluttande yta; den används för att höja tunga kroppar. Planet erbjuder en mekanisk fördel genom att kraften som krävs för att flytta ett objekt uppför lutningen är mindre än den vikt som höjs (diskontering friktion ). Ju brantare lutningen, eller lutningen, desto mer närmar sig den erforderliga kraften den faktiska vikten. Matematiskt uttryckt kraften F krävs för att flytta ett block D upp ett lutande plan utan friktion är lika med dess vikt I gånger sinus för vinkeln det lutande planet gör med det horisontella (θ). Ekvationen är F = I utan θ.
lutande plan I denna framställning av ett lutande plan, D representerar ett block som ska flyttas upp i planet, F representerar den kraft som krävs för att flytta blocket, och I representerar vikten av blocket. Uttryckt matematiskt och antar att planet är utan friktion, F = I synd θ. Encyclopædia Britannica, Inc.
Principen för det lutande planet används i stor utsträckning - till exempel i ramper och backback-vägar, där en liten kraft som verkar ett avstånd längs en sluttning kan göra en stor mängd arbete.
En hävstång är en stång eller bräda som vilar på ett stöd som kallas en stödpunkt. En nedåtriktad kraft som utövas på spakens ena ände kan överföras och ökas uppåt i den andra änden, vilket gör att en liten kraft kan lyfta en tung vikt.
spakar Två exempel på spakar (Vänster) En kofot, stöttad och vridande fritt på en stödpunkt f , multiplicerar en nedåtgående kraft F tillämpas vid punkten till så att den kan övervinna belastningen P utövas av klippans massa vid punkten b . Om till exempel längden till f är fem gånger b f , kraften F multipliceras fem gånger. (Höger) En nötknäppare är i huvudsak två spakar som är förbundna med en tappfog vid ett stödpunkt f . Om till f är tre gånger b f , kraften F utövas för hand vid punkten till multipliceras tre gånger kl b , lätt övervinna tryckhållfastheten P av nötskalet. Encyclopædia Britannica, Inc.
Alla tidiga människor använde spaken i någon form, till exempel för att flytta tunga stenar eller som grävpinnar för markodling. Principen för spaken användes i swape, eller shadoof, en lång spak svängd nära ena änden med en plattform eller vattenbehållare hängande från den korta armen och motvikter fästa på den långa armen. En man kunde lyfta flera gånger sin egen vikt genom att dra ner den långa armen. Denna anordning sägs ha använts i Egypten och Indien för att höja vatten och lyfta soldater över stridsställen redan 1500bce.
shadoof Shadoof, centrala Anatolien, Turkiet. Noumenon
En kil är ett objekt som avsmalnar till en tunn kant. Att trycka kilen i en riktning skapar en kraft i sidled. Den är vanligtvis gjord av metall eller trä och används för att klyva, lyfta eller dra åt, som för att fästa ett hammarhuvud på dess handtag.
kil Wedge används för att klyva trä. Shakespeare
Kilen användes i förhistorisk tid för att dela stockar och stenar; en yxa är också en kil, liksom tänderna på en såg. När det gäller dess mekaniska funktion kan skruven betraktas som en kil lindad runt en cylinder.
vem skapade pieta och målade också taket på det sistinska kapellet?
Ett hjul och en axel består av en cirkulär ram (hjulet) som roterar på en axel eller stång (axeln). I sin tidigaste form användes den förmodligen för att höja vikter eller vattenskopor från brunnar.
Funktionsprincipen förklaras bäst med hjälp av en anordning med ett stort kugghjul och ett litet kugghjul fäst vid samma axel. Tendensen hos en kraft, F , appliceras i radien R på den stora växeln för att vrida axeln är tillräcklig för att övervinna den större kraften I vid radien r på det lilla redskapet. Kraftförstärkningen, eller den mekaniska fördelen, är lika med förhållandet mellan de två krafterna ( I : F ) och lika med förhållandet mellan radierna för de två växlarna ( R : r ).
hjul- och axelarrangemang Två hjul- och axelarrangemang (A) Med ett stort kugghjul och ett litet kugghjul fäst vid samma axel, eller axel, en kraft F appliceras i radien R på den stora växeln är tillräcklig för att övervinna den större kraften I vid radien r på den lilla växeln, vrid axeln. (B) I ett trum- och reparrangemang som kan höja vikter, en stor trumma med radie R kan användas för att vända en liten trumma. En ökning av den mekaniska fördelen kan uppnås genom att använda den stora trumman för att vrida en liten trumma med två radier samt ett remskiva. När en kraft F appliceras på repet lindat runt den stora trumman, repet lindat runt den lilla tvåradiga trumman vindar av d (radie r 1) och in på D (radie r två). Kraften I på remskivans radie kan P lätt övervinnas och den bifogade vikten lyfts. Encyclopædia Britannica, Inc.
Om stora och små växlar byts ut mot trummor med stora och små diametrar som är lindade med rep blir hjulet och axeln kapabelt att höja vikterna. Tyngden som lyfts fästs vid repet på den lilla trumman och operatören drar repet i den stora trumman. I detta arrangemang är den mekaniska fördelen den stora trummans radie dividerad med den lilla trummans radie. En ökning av den mekaniska fördelen kan uppnås genom att använda en liten trumma med två radier, r 1och r tvåoch en remskiva. När en kraft appliceras på den stora trumman lindar repet på den lilla trumman på D och av d.
Ett mått på den kraftförstärkning som är tillgänglig med remskivan och linan är hastighetsförhållandet, eller förhållandet mellan hastigheten vid vilken kraften appliceras på repet ( V F ) till den hastighet med vilken vikten höjs ( V I ). Detta förhållande är lika med dubbla radien för den stora trumman dividerat med skillnaden i radierna för de mindre trummorna D och d. Matematiskt uttryckt är ekvationen V F / V I = 2 R / ( r två- r 1). Den faktiska mekaniska fördelen I / F är mindre än detta hastighetsförhållande, beroende på friktion. En mycket stor mekanisk fördel kan uppnås med detta arrangemang genom att göra de två mindre valsarna D och d med nästan lika stor radie.
Copyright © Alla Rättigheter Förbehållna | asayamind.com