Từ xa xưa, con người đã cố gắng làm cho công việc của mình trở nên dễ dàng hơn. Để làm được điều này, anh ấy sử dụng nhiều thiết bị khác nhau. Các cơ chế đơn giản nhất là gì? Các loại thiết bị này là gì? Sự khác biệt giữa các cơ chế đơn giản và phức tạp là gì? Về điều này và nhiều hơn nữa - ở phần sau của bài viết.
Thông tin chung
Cơ chế đơn giản (từ tiếng Hy Lạp. "Máy móc, công cụ") - các thiết bị giúp tăng sức mạnh. Một số thiết bị này đã xuất hiện từ thời cổ đại. Các cơ chế đơn giản có thể là các thiết bị độc lập hoặc là các phần tử của các đơn vị phức tạp hơn. Tùy thuộc vào loại công trình, phạm vi của thiết bị này hoặc thiết bị kia cũng được xác định. Việc sử dụng các cơ chế đơn giản tạo điều kiện rất nhiều cho hoạt động của con người. Những thiết bị như vậy giúp tăng sức mạnh. Ví dụ, một cái nêm được lái vào một khúc gỗ có nhiều lực hơn cú đánh vào chính vật cố định. Do đó, cây nhanh chóng bùng phát theo các hướng khác nhau. Đồng thời, cú đánh vào cái nêm rơi từ trên xuống dưới, và các phần của khúc gỗ di chuyển sang hai bên. Có nghĩa là, trong trường hợp này, cũng có một sự biến đổi theo hướng chuyển động.
Cơ chế đơn giản. Ví dụ
Có một số loại đồ đạc:
Mặt phẳng nghiêng
a) vít được sử dụng trong các loại vít, như một mũi khoan trong búa khoan, máy khoan; cũng có thể dùng như một cơ cấu nâng (vít Archimedes);
b) cái nêm góp phần làm tăng áp suất bằng cách tập trung khối lượng vào một khu vực nhỏ. Được sử dụng trong đạn, xẻng, giáo.
Cần gạt là một thiết bị được Archimedes mô tả. Có thể hoạt động như một kích hoạt, chuyển đổi.
a) cổng được sử dụng để truyền đai và nâng nước từ giếng.
Bánh xe (được phát minh vào năm 3000 trước Công nguyên bởi người Sumer) là một phần không thể thiếu của hệ thống bánh răng được sử dụng trong giao thông.
Piston góp phần sử dụng năng lượng của khí hoặc hơi nước giãn nở được nung nóng. Thiết bị này được sử dụng trong động cơ hơi nước và súng cầm tay.
Cổng
Thiết bị này là một trống (hình trụ) mà tay cầm được gắn vào. Theo quy luật, nó được sử dụng như một cơ cấu nâng để nâng nước từ giếng lên. Sức mạnh thu được khi sử dụng cổng được xác định bằng tỷ số giữa bán kính của vòng tròn mà tay cầm di chuyển với bán kính của hình trụ (trống) mà dây được quấn trên đó. Bộ tời kéo thuộc loại cửa cổng hiện đại. Bộ cố định này là một hệ thống bao gồm một xi lanh và hai bánh răng có bán kính khác nhau. Sự gia tăng sức mạnh, nói chung mang lại cho tời, được xác định bởi hoạt động kết hợp của hai cửa. Các thiết bị hiện đại mang lại chiến thắng bốn mươi trăm lần.
Mặt phẳng nghiêng
Cơ chế đơn giản này cũng thường được sử dụng khi nâng vật nặng. Lực tăng được xác định bằng tỷ số giữa chiều dài của thiết bị với chiều cao của nó, chịu ma sát thấp. Thông thường, để tạo ra một lực lớn (ví dụ, cho hoạt động của một tàu phá băng hoặc để chặt củi), một loại mặt phẳng nghiêng được sử dụng - một cái nêm. Hoạt động của nó dựa trên thực tế là với một lực lớn theo hướng của mặt phẳng, các lực lớn được hình thành vuông góc với các bề mặt bên của thiết bị. Một loại mặt phẳng nghiêng khác là trục vít. Cũng giống như một cái nêm, thiết bị này có khả năng thay đổi hướng hoặc giá trị số của lực tác dụng.
Cơ chế đơn giản. Đòn bẩy
Đây là một phần thân cứng có khả năng xoay quanh một giá đỡ (cố định). Khoảng cách nhỏ nhất ngăn cách giữa điểm tựa và đường thẳng mà lực tác dụng lên đòn bẩy gọi là vai của lực. Để tìm được, bạn nên hạ vuông góc từ điểm tựa xuống đường tác dụng của lực. Chiều dài của vuông góc này sẽ là vai. F1 và F2 là lực tác dụng lên đòn bẩy. Các cánh tay tác động lên thiết bị là L1 và L2. Khi đó đòn bẩy ở trạng thái cân bằng khi các lực tác dụng lên nó tỉ lệ nghịch với vai. Quy tắc này có thể được biểu diễn dưới dạng công thức: F1 / F2=L1 / L2. Nguyên tắc này được thiết lập bởi Archimedes. Quy tắc này cho thấy rằng một lực lớn với một đòn bẩy có thể được cân bằng bởi một lực nhỏ hơn. Lực tác dụng vào một bên vai lớn hơn nhiều lần so với lực tác dụng vào bên kia khi một bên vai lớn hơnthứ hai.
Mọi người sử dụng các tiện ích ngày nay như thế nào?
Cơ chế đơn giản trong cuộc sống hàng ngày rất phổ biến. Vì vậy, sẽ khá khó khăn để mở một vòi nước nếu nó không có một tay cầm nhỏ, đây là một đòn bẩy khá hiệu quả. Tương tự có thể nói về cờ lê, được sử dụng để nới lỏng hoặc siết chặt các đai ốc hoặc bu lông. Tay cầm càng dài, hành động sẽ dễ dàng hơn. Vì vậy, khi làm việc với đai ốc và bu lông nặng hoặc lớn khi sửa chữa các cơ cấu phức tạp, người ta sử dụng máy công cụ, ô tô, cờ lê có tay cầm dài đến một mét. Cửa thông thường nhất cũng là một trong những loại thiết bị được đề cập.
Nếu bạn cố gắng mở cánh cửa gần với dây buộc của nó, nó sẽ rất khó khăn. Tuy nhiên, tay nắm càng nằm xa bản lề thì càng dễ mở cửa. Một ví dụ điển hình là hầm cực. Chiều dài của nó là khoảng năm mét. Với sự trợ giúp của đòn bẩy này và nỗ lực phù hợp, vận động viên có thể bay lên độ cao lên đến sáu mét. Cánh tay dài khoảng ba mét. Các đòn bẩy cũng được tìm thấy trong các bộ phận khác nhau của cơ thể người và cơ thể động vật. Đặc biệt, đây là hàm, tay chân. Các ví dụ gia dụng về đòn bẩy là máy cắt dây, kéo để cắt kim loại hoặc giấy. Máy móc thuộc nhiều loại khác nhau cũng có các thiết bị trong thiết kế của chúng để có thể đạt được sức mạnh. Ví dụ: bàn đạp hoặc phanh tay trên xe đạp, tay cầm máy khâu, phím đàn piano.
Ứng dụng phức tạp của đồ đạc
Cơ chế đơn giản được tìm thấy trong nhiều cách kết hợp. Các thiết bị kết hợp bao gồm hai hoặc nhiều bộ phận. Nó không nhất thiết phải là một cơ chế phức tạp - nhiều thiết bị đơn giản có thể được coi là phức tạp. Vì vậy, trong máy xay thịt có một tay cầm (cổng), một vít đẩy thịt và một dao cắt (nêm). Trong đồng hồ đeo tay, các kim được quay nhờ một hệ thống các bánh răng có đường kính khác nhau và được lồng vào nhau. Một trong những cơ chế đơn giản kết hợp nổi tiếng là jack cắm. Nó sử dụng kết hợp giữa cổ áo và vít.
Kết
Khi nó trở nên rõ ràng, các cơ chế đơn giản tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của một người. Chúng có thể bao gồm một hoặc nhiều phần. Đồng thời, ngay cả khi có hai hoặc nhiều phần tử, chúng có thể vẫn đơn giản nhưng cũng có thể khá phức tạp. Các đơn vị khác nhau, máy in, động cơ bao gồm một số bộ phận. Trong số các yếu tố có đòn bẩy, khối, vít, bánh xe trên trục, mặt phẳng nghiêng, một cái nêm. Tất cả các thiết bị này hoạt động cùng nhau. Nhờ họ mà một người thuận lợi rất nhiều trong công việc. Việc truyền năng lượng cơ học từ bộ phận này sang bộ phận khác có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Xích, đai, bánh răng hoặc bánh răng được coi là những thiết bị phổ biến nhất giúp truyền lực và làm cho các phần tử riêng lẻ chuyển động chậm hơn hoặc nhanh hơn, theo hướng này hay hướng khác. Các thiết bị phức tạp và tốc độ cao được điều khiển nhưthường là các thiết bị điện tử. Cảm biến điện, nhờ một cài đặt đặc biệt, hiển thị khi cần bật một cơ chế cụ thể, chúng cũng giám sát hoạt động chính xác và ổn định của hệ thống.
Nhiều thiết bị đã đến với cuộc sống hiện đại của con người từ thời cổ đại. Con người không ngừng cải tiến các cơ chế phức tạp, do đó mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng. Chắc chắn, trong cuộc sống hàng ngày của một người, các thiết bị khác nhau chiếm một vị trí rất quan trọng. Không thể tưởng tượng được nhiều điều nếu không sử dụng các cơ chế đơn giản và phức tạp. Thiết bị được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, nông nghiệp, khai thác mỏ và các lĩnh vực hoạt động khác của con người.
