MAŠINE I MEHANIZMI, mehanički uređaji koji olakšavaju rad i povećavaju njegovu produktivnost. Mašine mogu biti različitog stepena složenosti - od obične kolica na jednom kotaču do liftova, automobila, štampe, tekstila, kompjutera. Energetske mašine pretvaraju jedan oblik energije u drugi. Na primjer, hidroelektrični generatori pretvaraju mehanička energija voda koja pada električna energija. Motor unutrašnjim sagorevanjem pretvara hemijsku energiju benzina u toplotnu, a zatim u mehaničku energiju kretanja automobila.TERMALNI MOTOR; TURBINA). Takozvane radne mašine transformišu svojstva ili stanje materijala (mašine za rezanje metala, transportne mašine) ili informacije (računari).

Energija kretanja uzrokovana je, na primjer, mišićnom snagom i izuzetno je važna u sportu. Ako udariš loptu kinetička energija ide na loptu. Za teške udarce: donja noga i noga ubrzavaju dobro i dugo, i dalje izlaze i idu do kraja. Dakle, brzina stopala je maksimalna u trenutku udara - a time i njegova pogonska energija. Lopta nije ispuštena. Od energije deformacije, energija kretanja je iz lopte. Što više, to postaje brže.

Kada se dva tijela dodiruju, ometaju njihovo kretanje. To je tačno kada su relativno mirni, na primer za stolom koji ne samo da klizi, već je u pokretu - inače kočnice neće kočiti i gume neće prijanjati. Jonas koristi obje vrste trenja da svojim nogama vodi dasku kroz zrak.

Mašine se sastoje od mehanizama (motornih, transmisionih i izvršnih) - multilink uređaja koji prenose i transformišu silu i kretanje. Jednostavan mehanizam koji se zove lančana dizalica ( cm. BLOKOVI I POLISPATI) , povećava silu primijenjenu na teret i zbog toga vam omogućava ručno podizanje teških predmeta. Ostali mehanizmi olakšavaju rad povećanjem brzine. Na primjer, lanac bicikla koji je u zahvatu sa lančanikom pretvara sporo pedaliranje u brzu rotaciju stražnjeg kotača. Međutim, mehanizmi koji povećavaju brzinu čine to smanjenjem sile, dok oni koji povećavaju silu to čine smanjenjem brzine. Nemoguće je istovremeno povećati i brzinu i snagu. Mehanizmi također mogu jednostavno promijeniti smjer sile. Primjer je blok na kraju štapa za zastavu: da bi se zastavica podigla, konopac se povlači prema dolje. Promjena smjera može se kombinirati s povećanjem snage ili brzine. Dakle, težak teret se može podići guranjem poluge prema dolje.

Sile na kosoj ravni

Centrifugalna sila ili centrifugalna sila djeluje na sva tijela koja se kreću u kružnom kretanju oko ose - ona također gura Jonasa prema van u halfpipe. Ako prolazi u smjeru ose rotacije, radi u smjeru centrifugalne sile. Uz pomoć mišićnog rada, on unosi više energije u sistem - i postaje brži.

Eksperimentalni zadatak za grupu učenika

Moment opisuje kretanje tijela: koliko se brzo kreće u tom smjeru. A zamah se mijenja tek kada na tijelo djeluje nova sila. Nakon što se Tony okliznuo, njegova horizontalna brzina se nije promijenila. Međutim, u vertikali se primjenjuje gravitacijska sila, usporavajući kretanje prema gore na nulu, a zatim ubrzavajući prema dolje.

OSNOVNI PRINCIPI RADA MAŠINA I MEHANIZAMA

Osnovni zakon.

Iako vam mehanizmi omogućavaju povećanje snage ili brzine, mogućnosti takvog dobitka ograničene su zakonom održanja energije. U primjeni na mašine i mehanizme, kaže: energija ne može ni nastati ni nestati, može se samo pretvoriti u druge vrste energije ili u rad. Stoga, izlaz mašine ili mehanizma ne može biti više energije od ulaza. Osim toga, u stvarnim mašinama dio energije se gubi zbog trenja. Kako se rad može pretvoriti u energiju i obrnuto, zakon održanja energije za mašine i mehanizme može se zapisati kao

Da ne bi pobjegla, Monika mora uhvatiti tačno najmirniju tačku dinamo u ciljnoj tački: vrh svoje parabolične putanje. Pošto skoro da nema viška zamaha, koji će morati da presreće velikom snagom. Surferima su potrebne iste dvije varijante: nakon statične plovnosti. Omogućava svakom tijelu da pluta kada stegne dovoljno vode da uravnoteži svoju težinu. Ali za male ploče to nije dovoljno. Da bi podržao surfera, potrebna mu je i dinamična uzgona, koja također drži avione u zraku.

Ulazni rad = Izlazni rad + Gubitak trenja.

Ovo posebno pokazuje zašto je vječni motor nemoguć: zbog neizbježnog gubitka energije za trenje, prije ili kasnije će se zaustaviti.

Dobici u snazi ili brzini.

Mehanizmi, kao što je gore spomenuto, mogu se koristiti za povećanje snage ili brzine. Idealna, ili teorijska, sila ili povećanje brzine je stopa povećanja sile ili brzine koja bi bila moguća u odsustvu gubitka energije zbog trenja. Idealna dobit je nedostižna u praksi. Stvarni dobitak, na primjer u sili, jednak je omjeru sile (koja se zove opterećenje) koju mehanizam razvija i sile (nazvane sila) koja se primjenjuje na mehanizam.

Princip: Ako tečnost ili gas teče oko objekta, guraju ga gore, dole ili takođe u stranu u zavisnosti od oblika. Dvije strane baze su paralelne sa smjerom spuštanja aviona. Koeficijent trenja između bloka i ravnine je μ. Kada je koeficijent trenja veći od nagiba ravnine, blok ne klizi, jer je sila trenja dovoljno jaka da se suprotstavi težinskoj komponenti u smjeru spuštanja ravnine. Osim toga, normalna reakcija aviona kompenzira komponentu normalne težine prema njemu.

Kada se blok posmatra ne kao čestica, već kao solidan, potrebna je detaljnija analiza. Uslov ravnoteže za blok je dvostruk: da se poništi rezultat primijenjenih sila, kao i moment primijenjenih sila. Kada se zbrajaju sile, zaista ne postoji niti jedna težina, niti jedna normalna reakcija ravnine, niti jedna sila trenja, već ih beskonačno.

mehanička efikasnost.

Koeficijent korisna akcija mašina se naziva procentualni odnos rada na njenom izlazu i rada na njenom ulazu. Za mehanizam, efikasnost je jednaka omjeru stvarnog dobitka i idealnog. Efikasnost poluge može biti vrlo visoka - do 90% ili čak i više. Istovremeno, efikasnost lančane dizalice zbog značajnog trenja i mase pokretnih dijelova obično ne prelazi 50%. Efikasnost dizalice može biti samo 25% zbog velike površine kontakta između vijka i njegovog tijela, a samim tim i visokog trenja. Ovo je približno ista efikasnost kao motor automobila. Cm. CAR PASSENGER.

Za težinu imamo da svaka tačka ima diferencijalnu težinu. Kao rezultat svih težina ukupne težine, jer je ubrzanje gravitacije isto za sve tačke. Za silu reakcije, određena normalna sila i određena sila trenja djeluju u svakoj tački kontakta između krutog tijela i ravni.

Ono što vidimo kao normalna reakcija ravni, je u stvari rezultat svih normalnih sila.

Isto tako, sila čistog trenja je rezultat diferencijalnih sila trenja. Kada se blok smatra krutim tijelom, nije potrebno samo osigurati da je zbir sila jednak nuli. To također mora biti zbir momenata oko referentne tačke.

Efikasnost se može povećati u određenim granicama smanjenjem trenja zbog podmazivanja i upotrebe kotrljajućih ležajeva.

JEDNOSTAVNI MEHANIZMI

Najjednostavniji mehanizmi se mogu naći u gotovo svim složenijim mašinama i mehanizmima. Ima ih šest: poluga, blok, diferencijalna kapija, nagnuta ravan, klin i vijak. Neki autoriteti tvrde da zapravo možemo govoriti o samo dva jednostavna mehanizma - poluzi i kosoj ravni - jer je lako pokazati da su blok i kapija varijante poluge, a klin i vijak varijante nagnute ravni. .

Moment reakcionih sila bit će rezultat diferencijalnih momenata. Kao vodič odabrali smo donji ugao bloka. Imajte na umu da kada se eliminira ubrzanje zbog gravitacije, mora se voditi računa o održavanju redoslijeda poprečnog proizvoda.

Moment reakcionih sila je dat integralom. Fizički gledano, sila reakcije može spriječiti da se rotira u ravnini, ali da ne rotira prema van. Zatim uslov za ravnotežu momenata. Uzimajući ovo u jednadžbu ravnoteže. Grafički, ovaj uslov je jednak činjenici da vertikala težine mora pasti na površinu osnove bloka. Ako ispadne iz njega, blok će se prevrnuti.

Ruka poluge.

To je kruta šipka koja se može slobodno rotirati oko fiksne točke koja se naziva uporište. Primjer poluge je pajser, čekić, kolica, metla.

Poluge su tri vrste, koje se razlikuju međusobnog dogovora tačke primene opterećenja i napora i uporišta (slika 1). Idealan dobitak poluge jednak je omjeru udaljenosti D E od tačke primene sile do tačke oslonca do udaljenosti D L od tačke primene opterećenja do tačke oslonca. Za polugu prve vrste, udaljenost D E obično više D L, pa je stoga idealni dobitak u snazi veći od 1. Za polugu tipa II, idealan dobitak u snazi je također veći od jedan. Što se tiče poluge treće vrste, vrijednost D E manje za njega D L, i stoga je dobitak u brzini veći od jedinice.

Kada je trenje malo, blok klizi niz padinu na ubrzan način. Dinamičke jednačine u ovom slučaju moraju uključivati odgovarajući pojam. Odavde dobijamo dobro poznati rezultat. Pošto se blok kreće, ovo ubrzanje se odnosi i na bilo koju drugu tačku na krutom tijelu.

Konstantna sila od 25 N primjenjuje se na tijelo od 5 kg, u početku u mirovanju. Koliko brzo će dostići i koliko prostora će zauzeti nakon 10 sekundi? Izračunajte svoju tjelesnu težinu. Tijelo se nalazi na idealno glatkoj površini nagnute ravni stupnjeva nagiba. Koje horizontalno ubrzanje trebamo dati tijelu da tijelo ne klizi prema dolje?

Blokiraj.

Ovo je točak sa utorom po obodu za uže ili lanac. Blokovi se koriste u uređajima za podizanje. Sistem blokova i kablova, dizajniran za povećanje nosivosti, naziva se lančana dizalica. Pojedinačni blok može biti ili sa fiksnom osovinom (niveliranje) ili pokretnim (slika 2). Blok s fiksnom osovinom djeluje kao poluga klase I sa osi uporišta. Pošto je krak sile jednak kraku opterećenja (poluprečnik bloka), idealan dobitak u snazi i brzini je 1. Pomični blok, s druge strane, djeluje kao poluga tipa II, budući da se opterećenje nalazi između uporišta i sila. Ruka opterećenja (polumjer bloka) je polovina ruke sile (prečnik bloka). Stoga, za blok koji se kreće, idealan dobitak u snazi je 2.

Unutar kabine lifta visine 2,8 m nalazi se osoba od 75 kg. Također izračunajte ovu silu kada se lift spušta istim ubrzanjem. Odnosno, ako se lift diže ili spušta konstantnim ubrzanjem. Kada je lift 18m od poda, jedna od plafonskih lampi se isključuje.

Na krajevima užeta koji prolazi kroz remenicu bez trenja postavljena su dva tijela od 8, odnosno 12 kg. nacrtati dijagram aktivne snage. Izračunajte ubrzanje oslobođenog sistema. Koliku napetost drži konopac? Izračunajte vrijeme potrebno da oba tijela izjednače 6 m, uz pretpostavku da su u početnom trenutku bila na istoj visini.

Blokovi za izjednačavanje i pomicanje mogu se kombinirati na različite načine kako bi se povećao dobitak u snazi. U jedan klip možete instalirati dva, tri ili više blokova, a kraj kabla se može pričvrstiti na fiksnu ili na pokretnu kopču.

Diferencijalna kapija.

To su, u suštini, dva točka koja su međusobno povezana i rotiraju oko iste ose (slika 3), na primer, kapija bunara sa ručkom.

Zakačena na dva kraja užeta, odvratna masa, koja bez trenja prolazi kroz malu koloturu, čiju se masu također može zanemariti, objese dva identična bloka od po 10 kg. Ako želimo da se jedan od dva bloka spusti na razdaljinu od 2,40 m za 2 sekunde, počevši od odmora, kolika će se g-sila, izražena u kg, dodati?

Dvije bučice, jedna od 7 kg i jedna od 8 kg, okačene okomito, povezane su laganim i nerastezljivim užetom, koje prolazi kroz fiksnu koloturu, čije je grlo savršeno glatko. Ako remenica ostane slobodna, a pod pretpostavkom da je vaga bila na istoj visini, koliko će se međusobno razmaknuti nakon 3 sekunde? Kolika će biti napetost užeta?

Sažetak na temu:

Kosa ravnina

Plan:

1 Primjeri nagnute ravni
2 Istorija
3 Formule nagnute ravni
4 Kritični ugao

Uvod

Kosa ravnina je ravna površina postavljena pod uglom koji nije pravi i/ili nulti ugao u odnosu na horizontalnu površinu. Kosa ravan omogućava savladavanje značajnog otpora primjenom relativno male sile na većoj udaljenosti od one na koju se teret mora podići.

Na krajevima laganog i fleksibilnog užeta koji prolazi kroz malu koloturu bez trenja zanemarljive mase, obješena su dva bloka, A i B, svaki od 200 g mase. Na blok A postavlja se preopterećenje od 80 g koje se uklanja nakon 3 sekunde. Pronađite prostor koji je prešao svaki blok tokom prve sekunde nakon uklanjanja preopterećenja.

Kose ravni za cijepanje

Izračunajte napetost kabela prije i nakon uklanjanja preopterećenja. Sa krajeva užeta dužine 6 m koji prolazi kroz savršeno glatku grlo remenice zanemarljive mase vise dva bloka, A i B, od po 10 kg mase, koji su u početku takođe iste visine. Blok A ima preopterećenje od 2 kg.

Kosa ravan je jedan od nadaleko poznatih jednostavnih mehanizama.

1. Primjeri kosih ravni

Primjeri kosih ravni su:

rampe i ljestve;
alati: dlijeto, sjekira, čekić, plug, klin i tako dalje;

Najkanoničkiji primjer nagnute ravni je nagnuta površina, na primjer, ulaz na most sa visinskom razlikom.

Sistemsko ubrzanje se oslobađa ovisno o udaljenosti koju prijeđe jedan od blokova. Na horizontalnoj površini bez trenja imamo dva bloka: A i B, po 2 kg mase, spojena užetom. Ako je blok A nacrtan sa silom od 10 N, izračunajte napetost na patch kablu na svakom kraju.

Linearna brzina tijela A, uzeta kao referentni sistem Zemlje. Reakcija površine konusa na tijelo. Ugaona brzina kojom se konus mora rotirati da bi se smanjila njegova sila reakcije na tijelo. Izračunajte kutnu brzinu koju biciklist mora izvesti ako želi zadržati ravninu bicikla potpuno okomitu na tlo staze bez prevrtanja. Pokažite da je brzina čestice na vrhu putanje manja od brzine čestice.

2. Istorija

Rampe, ili nagnute ravni, bile su široko korištene u izgradnji ranih kamenih građevina, puteva i akvadukta. Korišćeni su i prilikom napada na vojna utvrđenja.

Eksperimenti sa nagnutim ravnima pomogli su srednjovjekovnim fizičarima (kao što je Galileo Galilei) da proučavaju zakone prirode koji se odnose na gravitaciju, masu, ubrzanje itd.

Izračunajte napetost strune u obje tačke. Istovremeno, nit opisuje površinu stošca. Odredite ugao koji konopac formira sa vertikalom, kao i napetost koju doživljava. Kružna platforma, smještena vodoravno, rotira se frekvencijom od dva okretaja u sekundi oko sebe vertikalna osa prolazeći kroz njegov centar. Na njega postavljamo drveni predmet, tako da statički koeficijent trenja između tijela i platforme bude 0. Nađite maksimalnu udaljenost do ose rotacije na koju moramo postaviti tijelo tako da se rotira sa platformom bez bacanja spolja.

Duboko razumijevanje nagnutih ravnina i njihove upotrebe dovelo je do razumijevanja kako se vektorske veličine kao što su sile mogu uspješno analizirati i kontrolisati pomoću matematike. Koncept superpozicije i dekompozicije je veoma važan u mnogim oblastima. moderna nauka, inženjering i tehnologiju.

3. Formule za nagnutu ravan

ovdje je μ koeficijent trenja tijela o površini, α je ugao nagiba ravni.

U zabavnim parkovima mnogih gradova često možete vidjeti vozače koji rade u "cijevi smrti". Izračunajte minimalnu brzinu koju vozač mora postići da ne bi pao, znajući da je koeficijent trenja između točkova motocikla i zida 0. Izračunajte ubrzanje sistema i silu koju svaki blok djeluje na blok. ostalo. Ako su oba bloka na glatkoj površini.

Ako su koeficijenti dinamičkog trenja između blokova A i B i površine 0, 1 i 0. Koliko je ubrzanje sistema i napetost užeta? Kako se ovi rezultati mijenjaju ako je koeficijent trenja između bloka i ravnine? Blok od 100g leži na drugom od 900g, koji vuče set konstantnom brzinom po horizontalnoj površini, zahvaljujući delovanju tela od 100g viseće žice.

Granični slučaj je kada je ugao nagiba ravni jednak 90 o stepeni, odnosno tijelo pada, klizeći uz zid. U ovom slučaju: α = g, odnosno sila trenja ni na koji način ne utiče na telo, ono je unutra slobodan pad. Drugi ograničavajući slučaj je situacija kada je ugao nagiba ravni jednak nuli, tj. ravnina je paralelna sa tlom; u ovom slučaju tijelo se ne može kretati bez primjene spoljna sila. Treba napomenuti da, prema definiciji, u obje situacije ravnina više neće biti nagnuta – ugao nagiba ne bi trebao biti jednak 90 o ili 0 o.

Ako se prvi blok od 100g odvoji od 900g i pričvrsti ga za viseći blok, sistem postiže određeno ubrzanje. Izračunajte vrijednost ovog ubrzanja. Kolika je napetost dvije žice? Znajući da je u sistemu slika dinamički koeficijent trenja između bloka i površine 0,25, izračunajte.

U sistemu slika, u kojem je koeficijent dinamičkog trenja između blokova od 15 kg i 20 kg i površine stola 0,25, predlaže se izračunavanje. Ubrzanje kretanja. Napetost tri žice. Na ravni nagnutoj 30° od horizontale, nalazi se tijelo od 30 kg povezano užetom koje prolazi kroz malu koloturu bez trenja sa drugim blokom od 25 kg koji visi okomito. Izračunajte ubrzanje kojim se sistem kreće i napetost užeta.

4. Kritični ugao

Vrsta kretanja tijela ovisi o kritičnom kutu. Tijelo miruje ako je ugao nagiba ravni manji od kritičnog, miruje ili se giba jednoliko ako je ugao nagiba ravni jednak kritičnom kutu i kreće se ravnomjernim ubrzanjem, pod uslovom da je ugao od nagib ravni je veći od kritičnog ugla.

Može se primetiti da .

Ovaj sažetak je zasnovan na članku sa ruske Wikipedije. Sinhronizacija je završena 07/13/11 00:33:21
Slični sažetci: