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