Простые механизмы.

Простые
механизмы.
Презентация к уроку физики. 7класс
Саушкина Татьяна Владимировна,
учитель физики МОУ «№Лицей №43»
2009 г.
«Дайте мне точку опоры, и я
сдвину Землю»
АРХИМЕД
Archimedes
ок. 287 - 212 до
н.э.
Греческий механик,
физик, математик,
инженер
«Дайте мне точку опоры, и я
сдвину Землю»
Архимед родился в 287 году до
нашей эры в греческом городе
Сиракузы, где и прожил почти
всю свою жизнь. Отцом его был
Фидий, придворный астроном
правителя города Гиерона.
Учился Архимед в Александрии,
где правители Египта собрали
лучших греческих ученых и
мыслителей, а также основали
знаменитую, самую большую в
мире библиотеку.
После учебы в Александрии
Архимед вновь вернулся в
Сиракузы и унаследовал
должность своего отца.
Архимед был не только великим ученым,
он был, кроме того, человеком, страстно
увлеченным механикой. Он проверяет и
создает теорию пяти механизмов,
известных в его время и именуемых
«простые механизмы». Это — рычаг
(«Дайте мне точку опоры, — говорил
Архимед, — и я сдвину Землю»), клин,
блок, бесконечный винт и лебедка.
Простые механизмы –
это устройства, позволяющие
преобразовать силу.
Архимедов винт
- водоподъемный винт, водная
улитка - так называется
изобретенная Архимедом
водоподъемная машина, состоящая
из бесконечного винта с
укрепленной осью, которая входит
своими извилинами в винтовое
колесо. Машина крайне проста по
устройству и не заключает
подвижных частей, которые могут
привести машину в негодность,
поэтому хорошо действует даже в
илистой воде. Однако, она
непригодна для поднимания воды
на любую высоту.
ВОРОТ
- это два колеса,
соединенные вместе
и вращающиеся
вокруг одной оси,
например,
колодезный ворот с
ручкой
Лебедка
- конструкция ,
состоящая из
двух воротов с
промежуточным
и передачами в
механизме
привода
Наклонная плоскость
- применяется для перемещения
тяжелых предметов на более
высокий уровень без их
непосредственного поднятия.
При строительстве храмов египтяне
транспортировали, поднимали и
устанавливали колоссальные
обелиски и статуи, вес которых
составлял десятки и сотни тонн! Для
этого использовалась наклонная
плоскость - рампа. Остов рампы, то
есть ее боковые стороны и
перегородки, строились из кирпича;
пустоты заполнялись тростником и
ветвями. По мере роста пирамиды
рампа надстраивалась. По этим
рампам камни тащили на салазках
таким же образом, как и по земле,
помогая себе при этом рычагами.
Угол наклона рампы был очень
незначительным - 5 или 6 градусов.
Каждую из этих огромных
колонн рабы втаскивали
по рампе- наклонной
плоскости. Когда колонна
вползала в яму, через лаз
выгребали песок, а затем
разбирали кирпичную
стенку и убирали насыпь.
Таким образом,
например, наклонная
дорога к пирамиде Хафра
при высоте подъема в 46м
имела длину около
полукилометра.
Блок
- это колесо с желобом по
окружности для каната или
цепи, ось которого жестко
прикреплена к стене или
потолочной балке. Блоки
применяются в
грузоподъемных устройствах.
Система блоков и тросов,
предназначенная для
повышения грузоподъемности,
называется полиспастом.
Неподвижный блок
Подвижный блок
Подъем корабля с помощью блоков
Архимед хитроумно приладив рычаг,
винт и лебедку, нашел средство, к
удивлению зевак, спустить на воду
тяжелую галеру, севшую на мель, со
всем ее экипажем и грузом.
По преданию, римский полководец Марцелл, войско
которого осаждало Сиракузы, очень высоко ценил гений
Архимеда, несмотря на то что изобретенные ученым
метательные орудия причиняли большой урон
нападавшим. В отличие от других сицилийских городов,
Сиракузы держались долго, несколько месяцев.
Многопудовые камни, выброшенные из архимедовых
катапульт, сметали десятки римлян, крушили их осадные
сооружения. Корабли нападавших сожгли, по-видимому,
«огненные снаряды» (сосуды с горючей смесью), которые
метали те же катапульты, что, кстати, могло послужить
поводом для фантазий о «зажигательных зеркалах»
Архимеда.
• «…на вражеские суда вдруг стали опускаться со стен
укрепленные на них брусья, и либо топили их силою
толчка, либо, схватив железными руками или клювами
вроде журавлиных, вытаскивали носом вверх из воды, а
потом, кормою вперед, пускали ко дну, либо, наконец,
приведенные в круговое движение скрытыми оттяжными
канатами, увлекали за собой корабль и, раскрутив его,
швыряли на скалы и утесы у подножия стены, а моряки
погибали мучительной смертью. Нередко взору
открывалось ужасное зрелище: поднятый высоко над
морем корабль раскачивался в разные стороны до тех
пор, пока все до последнего человека не оказывались
сброшенными за борт или разнесенными в клочья, а
опустевшее судно разбивалось о стену или снова падало в
воду, когда железные челюсти разжимались...»
"Сравнительные
жизнеописания"
Приспособление для борьбы с
кораблями врага
Изобретение
Архимеда
• 1. С помощью специального соединения
балка крана вращалась как
горизонтально, так и вертикально, и
"клешни" могли захватить вражеский
корабль при приближении к стенам
города.
• 2. Волы тянут канат. Это усилие
передается через систему шкивов
подъемного устройства, а естественная
плавучесть корабля облегчает
подъемную работу.
• 3. Когда корабль поднимали до предела,
неожиданно ослабляли нагрузку на
систему шкивов, и корабль падал в воду.
Гибель Архимеда
Во время штурма
Сиракуз Архимед был
занят решением
геометрической задачи.
По одной версии, когда
римский солдат занес
над ним свой короткий
меч, ученый сказал
«Не трогай моих
чертежей».
Применение простых механизмов
Простые механизмы - это труженики со стажем
работы более чем 30 веков, но они ничуть не
состарились.
Например, в мясорубке имеются ворот (ручка),
винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак).
Стрелки наручных часов поворачиваются системой
зубчатых колес разного диаметра, находящихся в
зацеплении друг с другом. Один из наиболее
известных несложных комбинированных механизмов –
домкрат. Домкрат представляет собой комбинацию
винта и ворота.
Выигрыш в силе, создаваемый комбинированным
механизмом, равен произведению выигрышей
отдельных механизмов, входящих в его состав.
Примерно такой лифт
установил в "золотом
доме» римский император
Нерон (64 г. до н.э.).
Так поднимали мосты в
средневековых замках.
На любой строительной площадке
работают башенные подъемные краны это сочетание рычагов, блоков, воротов. В
зависимости от "специальности" краны
имеют различные конструкции и
характеристики.
Строительные башенные
краны .
Грузоподъемность
- 20 - 400 кН.
Скорость подъема
до 1м/с.
Портальные поворотные
краны. Грузоподъемность
- 300 кН. Скорость
подъема груза - 0,17 м/с.
Плавучие краны - самые сильные из семейства
подъемных кранов: их грузоподъемность 4000 кН. Они
поднимают затонувшие корабли, снимают суда с мели,
с их помощью ремонтируют суда в открытом море,
опускают на дно батисферы и камеры для ремонта
кабелей и трубопроводов.
Рычаги, блоки, вороты, лебедки непременные составные части
путе- и трубоукладчиков
Простые механизмы помогут передвинуть
дом, чтобы расширить улицу. Под дом
подводят рамы, опускают на катки,
уложенные на рельсы, и включают
электролебедки.
Он жил так невообразимо
давно, но память о нем,
словно древняя галера,
плывет по океану времени.