מכונה פשוטה , כל אחד ממספר מכשירים עם מעט או ללא חלקים נעים המשמשים לשינוי תְנוּעָה וגודל הכוח על מנת לבצע עבודה. הם המנגנונים הפשוטים ביותר הידועים שיכולים להשתמש במינוף (או ביתרון מכני) להגברת הכוח. המכונות הפשוטות הן מישור נוטה, מנוף, טריז, גלגל וסרן, גלגלת, ו לִדפּוֹק .
מכונות פשוטות שש מכונות פשוטות להפיכת אנרגיה לעבודה. אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
מישור נוטה מורכב ממשטח משופע; הוא משמש לגידול גופות כבדות. המטוס מציע יתרון מכני בכך שהכוח הדרוש להעברת אובייקט במעלה השיפוע הוא פחות מהמשקל המועלה (הנחה חיכוך ). ככל שהמדרון תלול יותר, או השיפוע, הכוח הנדרש מתקרב כמעט למשקל האמיתי. מבוטא מתמטית, הכוח F נדרש להעביר בלוק ד למעלה מישור נוטה ללא חיכוך שווה למשקלו IN כפול הסינוס של הזווית שהמישור המשופע עושה עם האופק (θ). המשוואה היא F = IN בלי θ.
מישור נוטה בייצוג זה של מישור נוטה, ד מייצג בלוק שיועבר במעלה המטוס, F מייצג את הכוח הנדרש להזזת הבלוק, ו IN מייצג את משקל הגוש. מתבטא מתמטית, ובהנחה שהמטוס יהיה ללא חיכוך, F = IN חטא θ. אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
נעשה שימוש נרחב בעקרון המישור הנטוי - למשל, בכבישים ובכבישים להחלפה, שם כוח קטן הפועל למרחק לאורך מדרון יכול לבצע עבודה רבה.
מנוף הוא מוט או לוח שנשען על תומך שנקרא נקודת משען. ניתן להעביר כוח כלפי מטה המופעל על קצה אחד של המנוף ולהגדילו בכיוון מעלה בקצה השני, מה שמאפשר לכוח קטן להרים משקל כבד.
מנופים שתי דוגמאות למנופים (משמאל) מוט מוט, נתמך ומסתובב בחופשיות על נקודת המשען f , מכפיל כוח כלפי מטה F מיושם בנקודה ל כזה שיוכל להתגבר על העומס פ המופעל על ידי מסת הסלע בנקודה ב . אם, למשל, האורך ל f הוא חמש פעמים ב f , הכוח F יוכפל חמש פעמים. (מימין) מפצח האגוזים הוא למעשה שני מנופים המחוברים באמצעות מפרק סיכה בנקודת המשען f . אם ל f הוא שלוש פעמים ב f , הכוח F מופעלת ביד בנקודה ל יוכפל שלוש פעמים בשעה ב , להתגבר בקלות על חוזק הדחיסה פ של הקליפה. אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
כל האנשים הראשונים השתמשו במנוף בצורה כלשהי, למשל לצורך העברת אבנים כבדות או כמקלות חפירה לעיבוד קרקע. עיקרון המנוף שימש בתנופה, או בשאדווף, מנוף ארוך המסתובב ליד קצה אחד עם פלטפורמה או מיכל מים שתלויים על הזרוע הקצרה ומשקולות נגד מחוברים לזרוע הארוכה. אדם יכול היה להרים פי כמה ממשקלו על ידי משיכת זרועו הארוכה. מספרים כי מכשיר זה שימש במצרים ובהודו לצורך גידול מים והעלאת חיילים מעל טירות כבר בשנת 1500bce.
shadoof Shadoof, מרכז אנטוליה, טורקיה. נומנון
טריז הוא אובייקט שמתחדד לקצה דק. דחיפת הטריז לכיוון אחד יוצרת כוח בכיוון הצידה. הוא עשוי בדרך כלל ממתכת או עץ ומשמש לפיצול, הרמה או הידוק, כמו בהידוק ראש הפטיש לידיתו.
טריז טריז המשמש לפיצול עץ. שייקספיר
הטריז שימש בתקופות פרהיסטוריות לפיצול בולי עץ וסלעים; גרזן הוא גם טריז, כמו גם השיניים על המסור. מבחינת הפונקציה המכנית שלו, ניתן לחשוב על הבורג כטריז שנכרך סביב גליל.
_____________ ו- __________ הם המרכיבים של הריבוזומים.
גלגל וסרן מורכבים ממסגרת עגולה (הגלגל) המסתובבת על פיר או מוט (הציר). בצורתו המוקדמת הוא שימש ככל הנראה לגידול משקולות או דליי מים מבארות.
את עקרון פעולתו מוסבר בצורה הטובה ביותר באמצעות מכשיר עם הילוך גדול והילוך קטן המחובר לאותו פיר. הנטייה של כוח, F , מוחל ברדיוס ר על ההילוך הגדול כדי לסובב את הפיר מספיק כדי להתגבר על הכוח הגדול יותר IN ברדיוס ר על הציוד הקטן. הגברת הכוח, או היתרון המכני, שווה ליחס בין שני הכוחות ( IN : F ) וגם שווה ליחס הרדיוסים של שני ההילוכים ( ר : ר ).
סידורי גלגל וסרן שני סידורי גלגל וסרן (A) עם הילוך גדול והילוך קטן המחובר לאותו פיר, או לסרן, כוח F מוחל ברדיוס ר על ההילוך הגדול מספיק כדי להתגבר על הכוח הגדול יותר IN ברדיוס ר על ההילוך הקטן, מסובב את הציר. (ב) במערך תופים וחבלים המסוגל להעלות משקולות, תוף גדול ברדיוס ר יכול לשמש לסיבוב תוף קטן. ניתן להשיג עלייה ביתרון מכני באמצעות התוף הגדול לסיבוב תוף קטן עם שני רדיוסים וכן בלוק גלגלת. כאשר כוח F מוחל על החבל הכרוך סביב התוף הגדול, החבל העוטף סביב התוף הקטן בעל שני הרדיוסים מתפתל מ- d (רדיוס ר 1) ואל D (רדיוס ר שתיים). הכוח IN ברדיוס של גלגלת P ניתן להתגבר בקלות, והמשקל המצורף מורם. אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
אם ההילוכים הגדולים והקטנים מוחלפים בתופים בקוטר גדול וקטן העטופים בחבלים, הגלגל והציר הופכים להיות מסוגלים להעלות משקולות. המשקל שמרימים מחובר לחבל על התוף הקטן, והמפעיל מושך את החבל על התוף הגדול. בסידור זה היתרון המכני הוא רדיוס התוף הגדול חלקי רדיוס התוף הקטן. ניתן להשיג עלייה ביתרון המכני באמצעות תוף קטן עם שני רדיוסים, ר 1ו ר שתיים, ובלוק גלגלת. כאשר מופעל כוח על התוף הגדול, החבל על התוף הקטן מתפתל אל D ומחוצה לו.
מדד להגברת הכוח הקיים במערכת הגלגלת-חבל הוא יחס המהירות, או היחס של המהירות בה מופעל הכוח על החבל ( ו F ) למהירות בה עולה המשקל ( ו IN ). יחס זה שווה לרדיוס הכפול של התוף הגדול חלקי ההפרש ברדיוסים של התופים הקטנים D ו- d. ביטוי מתמטי, המשוואה היא ו F / ו IN = 2 ר / ( ר שתיים- ר 1). היתרון המכני בפועל IN / F הוא פחות מיחס המהירות הזה, תלוי בחיכוך. יתרון מכני גדול מאוד ניתן להשיג בעזרת סידור זה על ידי הפיכת שני התופים הקטנים D ו- d לרדיוס כמעט שווים.
Copyright © כל הזכויות שמורות | asayamind.com