از قدیم الایام بشر در تلاش بوده تا کار خود را آسان کند. برای این کار از وسایل مختلفی استفاده می کند. ساده ترین مکانیسم ها چیست؟ انواع این دستگاه ها چیست؟ تفاوت بین مکانیسم های ساده و پیچیده چیست؟ در مورد این و خیلی بیشتر - در ادامه مقاله.
اطلاعات عمومی
مکانیسم‌های ساده (از یونانی. "ماشین، ابزار") - دستگاه‌هایی که باعث افزایش قدرت می‌شوند. برخی از این وسایل در خود دوران باستان ظاهر شده اند. مکانیسم های ساده می توانند دستگاه های مستقل یا عناصر واحدهای پیچیده تر باشند. بسته به نوع ساخت، محدوده این یا آن دستگاه نیز تعیین می شود. استفاده از مکانیسم های ساده فعالیت انسان را تا حد زیادی تسهیل می کند. چنین دستگاه هایی باعث افزایش قدرت می شوند. به عنوان مثال، گوه‌ای که در کنده‌ای رانده می‌شود، قدرت بیشتری نسبت به ضربه به خود فیکسچر دارد. بنابراین، درخت به سرعت در جهات مختلف می ترکد. در همان زمان، ضربه به گوه از بالا به پایین می‌افتد و قسمت‌هایی از چوب به طرفین جدا می‌شود. یعنی در این صورت دگرگونی در جهت حرکت نیز به وجود می آید.
مکانیسم های ساده. مثال
انواع مختلفی از وسایل وجود دارد:
هواپیمای شیبدار
a) پیچ در پیچ، مانند مته در چکش، مته استفاده می شود. همچنین می تواند به عنوان یک مکانیسم بالابر (پیچ ارشمیدس) عمل کند؛
b) گوه با متمرکز کردن جرم در یک منطقه کوچک به افزایش فشار کمک می کند. مورد استفاده در گلوله، بیل، نیزه.
اهرم وسیله ای است که توسط ارشمیدس توصیف شده است. می تواند به عنوان یک ماشه، سوئیچ عمل کند.
a) دروازه برای انتقال تسمه و بالا بردن آب از چاه استفاده می شود.
چرخ (در 3000 سال قبل از میلاد توسط سومری ها اختراع شد) بخشی جدایی ناپذیر از سیستم دنده مورد استفاده در حمل و نقل است.
پیستون به استفاده از انرژی گازهای منبسط یا بخار گرم شده کمک می کند. این دستگاه در موتورهای بخار و سلاح گرم استفاده می شود.
دروازه
این دستگاه یک درام (سیلندری) است که دسته آن به آن متصل می شود. به عنوان یک قاعده، از آن به عنوان مکانیزم بالابر برای بالا بردن آب از چاه استفاده می شد. افزایش قدرتی که هنگام استفاده از دروازه به دست می آید با نسبت شعاع دایره ای که دسته در امتداد آن حرکت می کند به شعاع سیلندر (درام) که طناب روی آن پیچیده شده است تعیین می شود. وینچ متعلق به نوع مدرن دروازه است. این فیکسچر سیستمی است که شامل یک سیلندر و دو چرخ دنده با شعاع های مختلف است. افزایش قدرت، که به طور کلی به وینچ می دهد، با عملکرد ترکیبی دو دروازه تعیین می شود. دستگاه های مدرن چهل و صد بار برد دارند.
هواپیمای شیبدار
این مکانیسم ساده اغلب هنگام بلند کردن اجسام سنگین نیز استفاده می شود. بهره در نیرو با نسبت طول خود دستگاه به ارتفاع آن، مشروط به اصطکاک کم تعیین می شود. اغلب، برای ایجاد یک نیروی بزرگ (به عنوان مثال، برای عملکرد یک یخ شکن یا برای خرد کردن هیزم)، از یک نوع هواپیمای شیبدار - یک گوه استفاده می شود. عمل آن بر این اساس است که با نیروی زیاد در جهت قنداق، نیروهای بزرگی عمود بر سطوح جانبی دستگاه تشکیل می شود. نوع دیگری از صفحه شیبدار پیچ است. درست مانند گوه، این دستگاه قادر است جهت یا مقدار عددی نیروی اعمالی را تغییر دهد.
مکانیسم های ساده. اهرم
این یک بدنه سفت است که قادر به چرخش حول یک تکیه گاه (ثابت) است. کوچکترین فاصله ای که تکیه گاه و خط مستقیمی را که نیرو بر روی اهرم وارد می کند جدا می کند شانه نیرو نامیده می شود. برای پیدا کردن آن، باید عمود را از نقطه تکیه به خط عمل نیرو پایین بیاورید. طول این عمود بر شانه خواهد بود. F1 و F2 نیروهای وارد بر اهرم هستند. بازوهای فعال بر روی دستگاه L1 و L2 هستند. هنگامی که نیروهای وارد بر آن با شانه ها نسبت معکوس دارند، اهرم در حالت تعادل است. این قانون را می توان به عنوان یک فرمول نشان داد: F1 / F2=L1 / L2. این اصل توسط ارشمیدس ایجاد شد. این قانون نشان می دهد که یک نیروی بزرگ با یک اهرم را می توان با نیروی کوچکتر متعادل کرد. نیرویی که به یک شانه وارد می شود به همان اندازه بیشتر از نیرویی است که به شانه دیگر وارد می شوددوم.
امروزه مردم چگونه از ابزارها استفاده می کنند؟
مکانیسم های ساده در زندگی روزمره بسیار رایج هستند. بنابراین، باز کردن شیر آب اگر دسته کوچکی نداشته باشد، که یک اهرم نسبتاً مؤثر است، بسیار دشوار است. در مورد آچار که برای شل یا سفت کردن مهره ها یا پیچ و مهره ها استفاده می شود، همین امر را می توان گفت. هرچه دسته بلندتر باشد، عمل آسان تر خواهد بود. بنابراین، هنگام کار با پیچ و مهره های سنگین یا بزرگ هنگام تعمیر مکانیزم های پیچیده، از ماشین آلات، ماشین ها، آچارهایی با دسته هایی تا طول یک متر استفاده می شود. معمولی ترین درب نیز یکی از انواع وسایل مورد بحث است.
اگر سعی کنید در را نزدیک بست آن باز کنید، کار بسیار دشواری خواهد بود. با این حال، هرچه دستگیره از لولاها دورتر باشد، باز کردن درب آسان تر است. یک مثال خوب خرک با میله است. طول آن حدود پنج متر است. با کمک این اهرم و تلاش صحیح ورزشکار موفق می شود تا ارتفاع شش متری پرواز کند. بازوی بلند آن حدود سه متر است. اهرم ها نیز در قسمت های مختلف بدن انسان و بدن حیوانات یافت می شوند. اینها به ویژه فک ها، اندام ها هستند. نمونه های خانگی اهرم عبارتند از سیم برش، قیچی برای برش فلز یا کاغذ. ماشین آلات انواع مختلف نیز دارای وسایلی در طراحی خود هستند که امکان دستیابی به قدرت را فراهم می کند. به عنوان مثال، پدال یا ترمز دستی روی دوچرخه، دستگیره چرخ خیاطی، کلید پیانو.
کاربرد پیچیده وسایل
مکانیسم‌های ساده در ترکیب‌های مختلف یافت می‌شوند. دستگاه های ترکیبی شامل دو یا چند قسمت هستند. لازم نیست مکانیسم پیچیده ای باشد - بسیاری از دستگاه های ساده را می توان پیچیده در نظر گرفت. بنابراین، در چرخ گوشت یک دسته (دروازه)، یک پیچ که گوشت را هل می دهد و یک چاقو برش (گوه) وجود دارد. در ساعت‌های مچی عقربه‌ها به‌وسیله سیستم چرخ دنده‌هایی که قطرهای متفاوتی دارند و با یکدیگر قفل شده‌اند، می‌چرخند. یکی از مکانیسم های ساده ترکیبی معروف جک است. از ترکیب یقه و پیچ استفاده می کند.
نتیجه گیری
همانطور که مشخص شد، مکانیسم های ساده تا حد زیادی کار یک فرد را تسهیل می کند. آنها ممکن است از یک یا چند قسمت تشکیل شده باشند. در عین حال، حتی در حضور دو یا چند عنصر، آنها می توانند ساده باقی بمانند، اما همچنین می توانند کاملاً پیچیده باشند. واحدهای مختلف، ماشین های چاپ، موتورها شامل چندین قسمت می باشد. در میان عناصر اهرم ها، بلوک ها، پیچ ها، چرخ های روی محورها، هواپیماهای شیبدار، گوه وجود دارد. همه این دستگاه ها با هم کار می کنند. با تشکر از آنها، یک فرد تا حد زیادی کار را تسهیل می کند. انتقال انرژی مکانیکی از یک قسمت دستگاه به قسمت دیگر به روش های مختلفی انجام می شود. زنجیر، تسمه، چرخ دنده یا چرخ دنده رایج‌ترین وسایلی هستند که به انتقال نیرو کمک می‌کنند و باعث می‌شوند تک تک عناصر در یک جهت یا جهت آهسته‌تر یا سریع‌تر حرکت کنند. دستگاه های پیچیده و پرسرعت به عنوان کنترل می شوندمعمولا دستگاه های الکترونیکی حسگرهای الکتریکی، به لطف یک تنظیم خاص، نشان می‌دهند که در مواقع لزوم روشن کردن مکانیزم خاصی، عملکرد صحیح و پایدار سیستم را نیز نظارت می‌کنند.
دستگاه های زیادی از زمان های قدیم وارد زندگی مدرن انسان شد. مردم به طور مداوم مکانیسم های پیچیده را بهبود می بخشند، بنابراین دامنه کاربرد آنها را گسترش می دهند. بدون شک در زندگی روزمره یک فرد وسایل مختلف جایگاه بسیار مهمی را به خود اختصاص می دهند. خیلی چیزها را نمی توان بدون استفاده از مکانیسم های ساده و پیچیده تصور کرد. دستگاه ها به طور گسترده در ساخت و ساز، کشاورزی، معدن و سایر زمینه های فعالیت های انسانی استفاده می شود.
