"Jednostavni mehanizmi u svakodnevnom životu" - Jednostavan mehanizam "kosa ravan". jednostavnim mehanizmima u tehnologiji. Ruka poluge. Kosa ravnina. Kapija. Upoznati praktičnu primjenu jednostavnih mehanizama. Klin. Winch. Eksperimentiraj. Toranjski kranovi. Jednostavni mehanizmi u prirodi. Sistematizovati stečena znanja. Screw. Zagonetke. Sredstva opsade.

"Jednostavni mehanizmi" - Klin. Zaključak. Arhimedovi izumi. jednostavnim mehanizmima. Screw. Gear. Jednostavni mehanizmi koje koristimo u životu. Ruka poluge. Arhimed. Wheel. Od davnina, čovjek je naučio koristiti polugu za podizanje utega. Plan za proučavanje teme. Blokiraj. Stoga, za blok koji se kreće, idealan dobitak u snazi ​​je 2.

"Primjena jednostavnih mehanizama" - Jednostavni mehanizmi. Trči test. Dobivanje na snazi, ali gubitak u pokretu. U sportu. Ruka poluge. Sport. Pripremite kratku poruku ili prezentaciju o upotrebi poluge. Napravite ukrštenicu na ovu temu. Alati za spašavanje. Tehnika. Kreativni zadatak: I opcija. I na snazi? U tehnologiji.

"Jednostavni mehanizmi 7. razred" - demonstrirane su tehnike pilot studija koristeći didaktički materijali. Procjena i standardi. Prezentacija nastavnika. Lokacija projekta: Kontrola se vrši u nekoliko pravaca. Rad učenika. Planiranje projekta. Rad u kabinetu informatike van nastave. Tema projekta: "Jednostavni mehanizmi".

"Zlatno pravilo mehanike" - "Zlatno" pravilo mehanike". Blokiraj. Nijedan od jednostavnih mehanizama ne daje dobit u radu. Ono što se zove jednostavan mehanizam. Koliko smo puta pobedili u snazi. Uz pomoć poluge podizali su teret na visinu od 8 cm.Gdje se čovjek u životu služi jednostavnim mehanizmima. Klin. Kosa ravnina. Svrha naše lekcije

"Cam mehanizam" - Cam sistem i povezani mehanizmi. Ručni pogon mašine. Osnovni tonovi zatvorenih cijevi su za oktavu niži od otvorenih. Bruggerov mehanički organ. Najčešći su labijalni tubusi. Reed pipes. Kustos zbirke džuboksa u Politehničkom muzeju. O spomenicima nauke i tehnike Politehničkog muzeja.

Ukupno ima 8 prezentacija u ovoj temi

JEDNOSTAVNI MEHANIZMI

Pored poluge i bloka, jednostavni mehanizmi uključuju i nagnutu ravninu i njene varijante: klin i vijak.

INCLINED PLANE

Kosa ravnina koristi se za pomicanje teških predmeta duže od visoki nivo bez direktnog podizanja.
Takvi uređaji uključuju rampe, pokretne stepenice, konvencionalne stepenice i transporteri.
Ako trebate podići teret na visinu, uvijek je lakše koristiti blagu padinu nego strmu. Štaviše, što je nagib ravniji, to je lakše obaviti ovaj posao. Kada vrijeme i udaljenost nisu bitni, ali je važno podići teret uz najmanje truda nagnuta ravan je neophodna.

Uz pomoć ovih crteža možete objasniti kako radi jednostavan mehanizam. INCLINED PLANE.
Klasični akcijski proračuni kosoj ravni i drugi jednostavni mehanizmi pripadaju izvanrednom antičkom mehaničaru Arhimedu iz Sirakuze.

Tokom izgradnje hramova, Egipćani su prevozili, podizali i postavljali kolosalne obeliske i statue, čija je težina bila desetine i stotine tona! Sve ovo se može uraditi uz pomoć drugih jednostavnih mehanizama kosoj ravni.
Glavni uređaj za podizanje Egipćana bio je nagnuta ravan - rampa. Kostur rampe, odnosno njene stranice i pregrade, koje su prelazile rampu na maloj udaljenosti jedna od druge, izgrađene su od cigle; praznine su bile ispunjene trskom i granjem. Kako piramida raste rampa je izgrađena. Na tim rampama kamenje se vuklo na sankama na isti način kao i po zemlji, uz pomoć polugama. Ugao rampe je bio vrlo mali - 5 ili 6 stepeni.

Stubovi staroegipatskog hrama u Tebi.

Svaku od ovih ogromnih kolona robovi su vukli duž rampe - nagnute ravni. Kada se stub uvukao u jamu, kroz rupu je izbačen pijesak, a potom je demontiran zid od cigle i uklonjen nasip. Tako je, na primjer, kosi put do Khafreove piramide, sa nadmorskom visinom od 46 metara, imao dug oko pola kilometra.

"Tijelo na kosoj ravni drži sila koja je ... po veličini toliko puta manja od težine ovog tijela, koliko je puta dužina nagnute ravni veća od njegove visine."
to uslov za ravnotežu sila na kosoj ravni koji je formulisao holandski naučnik Simon Stevin (1548-1620).

Crtanje dalje naslovna strana knjige S. Stevina, kojima potvrđuje svoju formulaciju.

Kosa ravan u hidroelektrani Krasnojarsk je vrlo genijalno iskorišćena. Ovdje, umjesto kapija, brodska komora krećući se kosim nadvožnjakom. Za njegovo kretanje potrebna je vučna sila od 4000 kN.

A zašto planinski putevi vijugaju u blagoj "serpentini"?

Klin- jedna od varijanti jednostavnog mehanizma zvanog "kosa ravnina". Klin se sastoji iz dve nagnute ravničije su baze u kontaktu. Koristi se za dobijanje dobiti na snazi, odnosno uz pomoć manje sile da se suprotstavi većoj sili.
Prilikom cijepanja drva za ogrjev, kako bi se olakšao rad, metalni klin se ubacuje u pukotinu trupca i udara po njemu kundakom sjekire.
Idealno pojačanje snage koje daje klin je jednako omjeru njegove dužine i debljine na tupom kraju.Zbog velikog trenja, njegova efikasnost je toliko mala da idealni dobitak nije stvarno važan.

Druga vrsta nagnute ravni je vijak.
vijak - nagnuta ravan, namotana na osovinu. Navoj zavrtnja je nagnuta ravan koja se više puta omotava oko cilindra. Idealni dobitak u čvrstoći koju daje klin jednak je omjeru njegove dužine i debljine na tupom kraju. Pravu isplatu klina je teško odrediti.
Zbog velikog trenja, njegova efikasnost je toliko mala da idealni dobitak nije mnogo bitan. Ovisno o smjeru uspona nagnute ravni, navoj vijka može biti lijevi ili desni.
Primjeri jednostavnih uređaja s navojem − dizalica, vijak sa maticom, mikrometar, škripac.

Ostale stranice o temama fizike za 7. razred:

"Mogao bih da okrenem Zemlju polugom, samo mi daj uporište"

Arhimed

Ruka poluge- jedan od najčešćih i najjednostavnijih tipova mehanizama na svijetu, prisutan kako u prirodi tako i u svijetu koji je stvorio čovjek.Oni to zovu poluga solidan, koji se može rotirati oko neke ose. Poluga nije nužno dugačak i tanak predmet.

Ljudsko tijelo kao poluga

U skeletu životinja i ljudi, sve kosti koje imaju određenu slobodu kretanja su poluge, na primjer, kod ljudi - kosti udova, donje čeljusti, lubanje, falange prstiju.

Pogledajmo zglob lakta. Radijus i humerus su međusobno povezani hrskavicom, a za njih su pričvršćeni i mišići bicepsa i tricepsa. Tako dobijamo najjednostavniji mehanizam poluge.

Ako u ruci držite bučicu od 3 kg, koliko napora razvija vaš mišić? Spoj kosti i mišića dijeli kost u omjeru 1 prema 8, dakle, mišić razvija silu od 24 kg! Ispostavilo se da smo jači od sebe. Ali sistem poluga našeg skeleta ne dozvoljava nam da u potpunosti iskoristimo svoju snagu.

Dobar primer bolje primene poluge na mišićno-koštani sistem je obrnuto zadnje koleno kod mnogih životinja (sve vrste mačaka, konja, itd.).

Njihove kosti su duže od naših, a posebna struktura stražnjih nogu im omogućava da mnogo efikasnije koriste snagu svojih mišića. Da, naravno, njihovi mišići su mnogo jači od naših, ali njihova težina je za red veličine veća.

Prosječan konj teži oko 450 kg, a pritom lako može skočiti na visinu od oko dva metra. Da bismo izveli takav skok, ti ​​i ja moramo biti majstori sporta u skokovima u vis, iako smo teški 8-9 puta manji od konja.

Budući da smo se sjetili skoka u vis, razmislite o mogućnostima korištenja poluge koje je izmislio čovjek. Skok s motkom je vrlo dobar primjer.

Uz pomoć poluge dužine oko tri metra (dužina motke za skokove u vis je oko pet metara, dakle, duga ruka poluge, počevši od pregiba motke u trenutku skoka, iznosi oko tri metara) i pravilnom primjenom napora, sportista poleti na vrtoglavu visinu do šest metara.

Uzmite olovku, napišite nešto ili nacrtajte i posmatrajte olovku i pokrete vaših prstiju. Uskoro ćete otkriti da je ručka poluga. Pronađite uporište, procijenite svoja ramena i uvjerite se da u ovom slučaju izgubite na snazi, ali dobijete na brzini i udaljenosti. Zapravo, prilikom pisanja, sila trenja olovke o papir je mala, tako da se mišići prstiju ne naprežu previše. Ali postoje takve vrste rada kada prsti moraju da rade punim plućima, savladavajući značajne sile, a istovremeno prave pokrete izuzetne preciznosti: prsti hirurga, muzičara.

Poluga u svakodnevnom životu

Poluge su takođe uobičajene u svakodnevnom životu. Bilo bi vam mnogo teže da otvorite čvrsto zašrafljenu slavinu da nema ručku od 4-6 cm, što je mala, ali vrlo efikasna poluga.

Isto se odnosi i na ključ koji koristite za odvrtanje ili zatezanje vijka ili matice. Što je ključ duži, to će vam biti lakše da odvrnete ovu maticu, ili obrnuto, možete je jače zategnuti.

Pri radu s posebno velikim i teškim vijcima i maticama, na primjer, pri popravku raznih mehanizama, automobila, alatnih strojeva, koriste se ključevi s ručkom do metar.

Još jedan upečatljiv primjer poluge u Svakodnevni život najčešća vrata. Pokušajte otvoriti vrata tako što ćete ih gurnuti blizu šarki. Vrata će vrlo teško pokleknuti. Ali što je dalje od šarki na vratima mjesto primjene sile, to će vam biti lakše otvoriti vrata.

U biljkama su polužni elementi rjeđi, što se objašnjava slabom pokretljivošću biljnog organizma. Tipična poluga je stablo i korijenje. Korijen bora ili hrasta koji zadire duboko u zemlju pruža ogroman otpor, tako da se borovi i hrastovi gotovo nikada ne okreću naopačke. Naprotiv, smreke, koje često imaju površinski korijenski sistem, vrlo se lako prevrću.

„Alati za pirsing“ mnogih životinja i biljaka – kandže, rogovi, zubi i trnje – imaju oblik klina (modificirana nagnuta ravan); šiljasti oblik glave ribe koja se brzo kreće sličan je klinu. Mnogi od ovih klinova imaju vrlo glatke tvrde površine, što ih čini tako oštrim.

Poluge u tehnologiji

Naravno, poluge su takođe sveprisutne u tehnologiji.

Jednostavan mehanizam "poluge" ima dvije varijante: blok i kapija.

Uz pomoć poluge, mala sila može uravnotežiti veliku silu. Zamislite, na primjer, podizanje kante iz bunara. Poluga je kapija bunara - balvan na koji je pričvršćena zakrivljena ručka ili točak.

Osa rotacije kapije prolazi kroz trupac. Manja sila je sila ruke osobe, a veća sila kojom se kanta i viseći dio lanca povlače prema dolje.

Čak i prije naše ere, ljudi su počeli koristiti poluge u građevinskom poslu. Na primjer, na slici vidite upotrebu poluge prilikom izgradnje zgrade. Već znamo da vam poluge, blokovi i pritisci omogućavaju povećanje snage. Međutim, da li se takav dobitak daje "za ništa"?

Kada koristite polugu, njen duži kraj prelazi veću udaljenost. Dakle, kada dobijemo dobitak u snazi, dobijamo gubitak na udaljenosti. To znači da smo podizanjem velikog tereta malom silom prisiljeni napraviti veliki pomak.

Najočigledniji primjer je ručica mjenjača u automobilu. Kratka poluga je dio koji vidite u kabini.

Duga ruka poluge je skrivena ispod dna automobila i otprilike je duplo duža od kratke. Kada prebacujete ručicu iz jednog položaja u drugi, duga ruka u mjenjaču prebacuje odgovarajuće mehanizme.

Na primjer, u sportskim automobilima, za brže promjene brzina, poluga je obično kratko postavljena, a njen domet je također skraćen.

Međutim, u ovom slučaju, vozač mora uložiti više napora da promijeni brzinu. Naprotiv, kod teških vozila, kod kojih su sami mehanizmi teži, poluga je napravljena duža, a njen domet je takođe duži nego u putničkom automobilu.

Jednostavan mehanizam "nagnute ravni" i njegove dvije varijante - klin i vijak

Kosa ravan se koristi za pomicanje teških predmeta na viši nivo bez direktnog podizanja.Ako trebate podići teret na visinu, uvijek je lakše koristiti blagu padinu nego strmu. Štaviše, što je niži nagib, to je lakše obaviti ovaj posao.

Tijelo na kosoj ravni drži sila koja je ... po veličini toliko puta manja od težine ovog tijela, koliko je puta dužina nagnute ravni veća od njegove visine.

Na nju od vrha do dna djeluje klin zabijen u trupac. Istovremeno, gura rezultirajuće polovice lijevo i desno. Odnosno, klin mijenja smjer sile.

Dakle, možemo se uvjeriti da je polužni mehanizam vrlo rasprostranjen kako u prirodi tako iu našem svakodnevnom životu, te u raznim mehanizmima.

Osim toga, sila kojom on gura polovice trupca mnogo je veća od sile kojom čekić djeluje na klin. Posljedično, klin također mijenja brojčanu vrijednost primijenjene sile.

Alat za obradu drveta i bašte predstavljao je klin - plug, žagnu, strugalicu, lopatu, motiku. Zemlja se obrađivala plugom, drljačom. Bere se grabljama, kosama, srpovima.

Vijak je vrsta nagnute ravni. Uz to, možete dobiti značajan dobitak u snazi.

Okretanjem matice na vijku, podižemo ga duž nagnute ravni i osvajamo snagu.

Okretanjem ručke vadičepa u smjeru kazaljke na satu uzrokujemo da se vadičep pomakne prema dolje. Pokret se transformiše: rotaciono kretanje vadičep dovodi do njegovog kretanja naprijed.

Već u davna vremena ljudi su počeli koristiti jednostavne mehanizme za podizanje utega: polugu, kapiju i nagnutu ravninu. Kasnije su im dodani blok i vijak. Ove jednostavne sprave omogućile su umnožavanje mišićnih napora osobe i suočavanje s takvim težinama koje bi u drugim okolnostima bile potpuno nepodnošljive. Princip rada jednostavnih mehanizama je dobro poznat. Na primjer, ako trebate povući teret na određenu visinu, uvijek je lakše koristiti blagu padinu nego strmu. Štaviše, što je niži nagib, to je lakše obaviti ovaj posao. Ovaj odnos ima jasan matematički izraz. Ako nagnuta ravan ima ugao d, tada će biti 1/sin d puta lakše povući teret duž nje nego ga podići okomito. Ako je ugao 45 stepeni, naš napor će biti 1,5 puta manji, ako je 30 stepeni - 2 puta manji, sa uglom od 5 stepeni uložićemo 11 puta manje napora, a sa uglom od 1 stepen - 57 puta! Istina, sve što se dobije na snazi ​​gubi se u daljini, jer za koliko se puta smanji naš napor, za isti broj puta se povećava razdaljina preko koje moramo prevući teret. Međutim, u slučajevima kada vrijeme i udaljenost ne igraju veliku ulogu, ali je sam cilj važan - podići teret uz najmanji napor, nagnuta ravnina se pokazuje kao nezamjenjiv pomoćnik. Još jedan jednostavan mehanizam - poluga - naši daleki preci su stalno koristili za podizanje i premještanje teškog kamenja i trupaca. Poluga vam omogućava da postignete višestruko povećanje snage na najjednostavniji i najpristupačniji način. Stavljajući dugačku i jaku motku na panj (nosač) i gurnuvši njen drugi kraj ispod kamena, osoba je motku pretvorila u najjednostavnija poluga. U ovoj situaciji na kamen su počela djelovati dva momenta, jedan od težine kamena, a drugi od ruke osobe. Da bi se kamen pomerio, moment "guranja" od mišićne snage osobe mora biti veći od momenta "pritiska" od težine kamena. Trenutak, kao što znate, jednak je umnošku primijenjene sile i dužine kraka poluge (u ovom slučaju, krak je udaljenost od kraja motke (tačke primjene sile) do trupca ( uporište)). Lako je izračunati da ako je rame na koje osoba pritisne 15-20 puta duže od onog koje je gurnuto ispod kamena, tada se snaga osobe povećava za 15-20 puta. Odnosno, osoba, bez stvarnog naprezanja, može pomjeriti kamen težak tonu! Fiksni blok - treći mehanizam koji je postao široko rasprostranjen u antici - je kotač s žlijebom, čija je os čvrsto pričvršćena na gredu zida ili stropa. Bacanjem užeta preko kotača i pričvršćivanjem njegovog suprotnog kraja na teret, možete ga podići do visine priključka za blok. Fiksni blok ne daje dobit u snazi, ali pruža mogućnost promjene smjera, što je često od velike važnosti pri dizanju utega.

Uz svu svoju primitivnost, jednostavni mehanizmi uvelike su proširili mogućnosti drevnog čovjeka. Da bismo se u to uvjerili, dovoljno je prisjetiti se gigantskih građevina starih Egipćana. Na primjer, Keopsova piramida je imala visinu od 146 m. ​​Procjenjuje se da je za njenu izgradnju bilo potrebno 23.300.000 kamenih blokova, od kojih je svaki težio u prosjeku oko 2,5 tone. Ali to nije bila granica - Egipćani su tokom izgradnje hramova prevozili, podizali i postavljali kolosalne obeliske i statue, čija je težina bila desetine i stotine tona! Koje su mehanizme koristili ovi drevni graditelji da bi podigli gigantske blokove i kipove na veliku visinu? Ispada da se sve to može učiniti pomoću istih jednostavnih uređaja - bloka, poluga i nagnute ravnine. Kolosalne statue i kameni blokovi vukli su se na masivnim sankama koje je vukao veliki broj ljudi. Svaki od radnika imao je konopac prebačen preko ramena. Ispod saonica su postavljeni valjci, koji su se nakon povlačenja tereta podizali i ponovo stavljali ispod klizača. Da bi se savladale prepreke, sanke su podizane uz pomoć poluga. Kao što su koristili tesane balvane. Kao graničnici služili su posebno izrađeni klinovi različitih veličina. Rad je bio praćen muzikom. Glavni uređaj za podizanje Egipćana bila je nagnuta ravnina - rampa. Kostur rampe, odnosno njene stranice i pregrade, koje su prelazile rampu na maloj udaljenosti jedna od druge, izgrađene su od cigle; praznine su bile ispunjene trskom i granjem. Kako je piramida rasla, rampa se gradila. Na tim rampama kamenje se vuklo na sankama na isti način kao i po zemlji, uz pomoć polugama. Ugao rampe je bio vrlo mali - 5 ili 6 stepeni. Tako je, na primjer, kosi put do Khafreove piramide, visine 46 metara, imao dužinu od oko pola kilometra. Shodno tome, za izgradnju viših piramida bilo je potrebno izgraditi još dužu rampu.

Prilikom podizanja dugih kamenih blokova i kipova pribjegavalo se drugim metodama. Za to su korišteni blokovi. Međutim, nemoguće je podići ogromno kamenje uz pomoć blokova, poput obeliska težine do 300 tona i džinovskih statua kraljeva, koji dostižu težinu od 1000 tona, nemoguće je. Za postavljanje ovakvih statua i obeliska bilo je potrebno obaviti značajne pripremne radove. I ovdje je nagnuta ravnina - rampa - djelovala kao uređaj za podizanje. Prije svega, podignuti su kameni zidovi sa obje strane postolja. Na jednom od njih je pričvršćena nagnuta ravan, nešto manja od visine postavljenog obeliska. Sva četiri zida rampe činila su takoreći bunar od cigle. U jednom od njegovih zidova u prizemlju je napravljen prolazni hodnik. Cijeli prostor unutra bio je prekriven pijeskom. Zatim je, duž nagnute ravni, završeni obelisk vučen s bazom naprijed. Nakon toga, pijesak se počeo izvoditi kroz hodnik u zidu, a obelisk se pod vlastitom težinom počeo glatko spuštati na postolje, postepeno zauzimajući okomiti položaj. Nakon ugradnje, zid i rampa su demontirani.

Uz široku upotrebu nagnute ravni i poluge, čini se da stari Egipćani nisu razmišljali o zakonima koji leže u osnovi jednostavnih mehanizama. Barem nijedan babilonski ili egipatski tekst nije došao do nas koji opisuje njihovo djelovanje. Ovaj rad su izveli samo naučnici Ancient Greece. Klasični proračuni djelovanja poluge, nagnute ravni i bloka pripadaju izvanrednom antičkom mehaničaru Arhimedu iz Sirakuze. Arhimed je proučavao mehanička svojstva pokretnog bloka i primenio to u praksi. Prema Ateneju, „izmišljene su mnoge metode za lansiranje divovskog broda koji je izgradio sirakuzanski tiranin Hijeron, ali je samo mehaničar Arhimed uspeo da pomeri brod uz pomoć nekoliko ljudi; Arhimed je uredio blok i kroz njega lansirao ogroman brod; bio je prvi koji je izumio uređaj bloka. Iz ovih dokaza se može vidjeti da Arhimed nije samo proučavao svojstva jednostavnih mehanizama, već je poduzeo i sljedeći korak - počeo je na njihovoj osnovi graditi složenije mašine koje transformiraju i poboljšavaju kretanje. Moguće je da je uspio pomjeriti brod uz pomoć sistema pokretnih i fiksnih blokova (slično modernim dizalicama), pomoću kojih možete umnožiti primijenjenu silu. Kada je uključen rodni grad Arhimeda su napali Rimljani, on je svoje znanje primijenio u vojne opreme. Prema njegovim crtežima, Sirakužani su pravili širok izbor vojnih vozila. Među njima je bilo oružje za bacanje; okretne dizalice koje su bacale ogromno kamenje na rimske brodove; gvozdene šape vezane za lance koji su hvatali i prevrtali neprijateljske brodove.

Već u davna vremena ljudi su počeli koristiti jednostavne mehanizme za podizanje utega: polugu, kapiju i nagnutu ravninu. Kasnije su im dodani blok i vijak. Ove jednostavne sprave omogućile su umnožavanje mišićnih napora osobe i suočavanje s takvim težinama koje bi u drugim okolnostima bile potpuno nepodnošljive.

Princip rada jednostavnih mehanizama je dobro poznat. Na primjer, ako trebate povući teret na određenu visinu, uvijek je lakše koristiti blagu padinu nego strmu. Štaviše, što je niži nagib, to je lakše obaviti ovaj posao. Ovaj odnos ima jasan matematički izraz. Ako nagnuta ravan ima ugao d, tada će biti 1/sin d puta lakše povući teret duž nje nego ga podići okomito. Ako je ugao 45 stepeni, naš napor će biti 1,5 puta manji, ako je 30 stepeni - 2 puta manji, sa uglom od 5 stepeni uložićemo 11 puta manje napora, a sa uglom od 1 stepen - 57 puta!

Istina, sve što se dobije na snazi ​​gubi se u daljini, jer za koliko se puta smanji naš napor, za isti broj puta se povećava razdaljina preko koje moramo prevući teret. Međutim, u slučajevima kada vrijeme i udaljenost ne igraju veliku ulogu, ali je sam cilj važan - podići teret uz najmanji napor, nagnuta ravnina se pokazuje kao nezamjenjiv pomoćnik.

Kosa ravnina

Još jedan jednostavan mehanizam - poluga - naši daleki preci su stalno koristili za podizanje i premještanje teškog kamenja i trupaca. Poluga vam omogućava da postignete višestruko povećanje snage na najjednostavniji i najpristupačniji način. Stavljajući dugačku i jaku motku na panj (oslonac) i gurnuvši drugi kraj ispod kamena, osoba je motku pretvorila u običnu polugu. U ovoj situaciji na kamen su počela djelovati dva momenta, jedan od težine kamena, a drugi od ruke osobe. Da bi se kamen pomerio, moment "guranja" od mišićne snage osobe mora biti veći od momenta "pritiska" od težine kamena. Trenutak, kao što znate, jednak je umnošku primijenjene sile i dužine kraka poluge - u ovom slučaju, krak je udaljenost od kraja motke (tačke primjene sile) do trupac (uporište).

Ruka poluge

Lako je izračunati da ako je rame na koje osoba pritisne 15-20 puta duže od onog koje je gurnuto ispod kamena, tada se snaga osobe povećava za 15-20 puta. Odnosno, osoba, bez stvarnog naprezanja, može pomjeriti kamen težak tonu!

Fiksni blok - treći mehanizam koji je postao široko rasprostranjen u antici - je kotač s žlijebom, čija je os čvrsto pričvršćena na gredu zida ili stropa. Bacanjem užeta preko kotača i pričvršćivanjem njegovog suprotnog kraja na teret, možete ga podići do visine priključka za blok. Fiksni blok ne daje dobit u snazi, ali pruža mogućnost promjene smjera, što je često od velike važnosti pri dizanju utega.

Fiksni blok

Uz svu svoju primitivnost, jednostavni mehanizmi uvelike su proširili mogućnosti drevnog čovjeka. Da bismo se u to uvjerili, dovoljno je prisjetiti se gigantskih građevina starih Egipćana. Na primjer, Keopsova piramida je imala visinu od 146 m. ​​Procjenjuje se da je za njenu izgradnju bilo potrebno 23.300.000 kamenih blokova, od kojih je svaki težio u prosjeku oko 2,5 tone. Ali to nije bila granica - Egipćani su tokom izgradnje hramova prevozili, podizali i postavljali kolosalne obeliske i statue, čija je težina bila desetine i stotine tona!

Koje su mehanizme koristili ovi drevni graditelji da bi podigli gigantske blokove i kipove na veliku visinu? Ispada da se sve to može učiniti pomoću istih jednostavnih uređaja - bloka, poluga i nagnute ravnine. Kolosalne statue i kameni blokovi vukli su se na masivnim sankama koje je vukao veliki broj ljudi. Svaki od radnika imao je konopac prebačen preko ramena. Ispod saonica su postavljeni valjci, koji su se nakon povlačenja tereta podizali i ponovo stavljali ispod klizača.

Drveni blok starih Egipćana

Da bi se savladale prepreke, sanke su podizane uz pomoć poluga. Kao što su koristili tesane balvane. Kao graničnici služili su posebno izrađeni klinovi različitih veličina. Rad je bio praćen muzikom. Glavni uređaj za podizanje Egipćana bila je nagnuta ravnina - rampa. Kostur rampe, odnosno njene stranice i pregrade, koje su prelazile rampu na maloj udaljenosti jedna od druge, izgrađene su od cigle; praznine su bile ispunjene trskom i granjem.

Kako je piramida rasla, rampa se gradila. Na tim rampama kamenje se vuklo na sankama na isti način kao i po zemlji, uz pomoć polugama. Ugao rampe je bio vrlo mali - 5 ili 6 stepeni. Tako je, na primjer, kosi put do Khafreove piramide, visine 46 metara, imao dužinu od oko pola kilometra. Shodno tome, za izgradnju viših piramida bilo je potrebno izgraditi još dužu rampu.

Prilikom podizanja dugih kamenih blokova i kipova pribjegavalo se drugim metodama. Za to su korišteni blokovi. Međutim, nemoguće je podići ogromno kamenje uz pomoć blokova, poput obeliska težine do 300 tona i džinovskih statua kraljeva, koji dostižu težinu od 1000 tona, nemoguće je.

Za postavljanje ovakvih statua i obeliska bilo je potrebno obaviti značajne pripremne radove. I ovdje je nagnuta ravnina - rampa - djelovala kao uređaj za podizanje. Prije svega, podignuti su kameni zidovi sa obje strane postolja. Na jednom od njih je pričvršćena nagnuta ravan, nešto manja od visine postavljenog obeliska. Sva četiri zida rampe činila su takoreći bunar od cigle. U jednom od njegovih zidova u prizemlju je napravljen prolazni hodnik. Cijeli prostor unutra bio je prekriven pijeskom. Zatim je, duž nagnute ravni, završeni obelisk vučen s bazom naprijed. Nakon toga, pijesak se počeo izvoditi kroz hodnik u zidu, a obelisk se pod vlastitom težinom počeo glatko spuštati na postolje, postepeno zauzimajući okomiti položaj. Nakon ugradnje, zid i rampa su demontirani.

Uz široku upotrebu nagnute ravni i poluge, čini se da stari Egipćani nisu razmišljali o zakonima koji leže u osnovi jednostavnih mehanizama. Barem nijedan babilonski ili egipatski tekst nije došao do nas koji opisuje njihovo djelovanje. Ovaj rad su izveli samo naučnici antičke Grčke. Klasični proračuni djelovanja poluge, nagnute ravni i bloka pripadaju izvanrednom antičkom mehaničaru Arhimedu iz Sirakuze. Arhimed je proučavao mehanička svojstva pokretnog bloka i primenio to u praksi. Prema Ateneju, „da porinu gigantski brod koji je izgradio sirakuzanski tiranin Hijeron, smislili su mnogo načina, ali je mehaničar Arhimed sam uspeo da pomeri brod uz pomoć nekoliko ljudi; Arhimed je uredio blok i kroz njega porinuo ogroman brod; on je prvi smislio blok uređaj".

Iz ovih dokaza se može vidjeti da Arhimed nije samo proučavao svojstva jednostavnih mehanizama, već je poduzeo i sljedeći korak - počeo je na njihovoj osnovi graditi složenije mašine koje transformiraju i poboljšavaju kretanje. Moguće je da je uspio pomjeriti brod uz pomoć sistema pokretnih i fiksnih blokova (slično modernim dizalicama), pomoću kojih možete umnožiti primijenjenu silu.

Kada su Rimljani napali Arhimedov rodni grad, on je svoje znanje primenio na vojnu tehnologiju. Prema njegovim crtežima, Sirakužani su pravili širok izbor vojnih vozila. Među njima je bilo oružje za bacanje; okretne dizalice koje su bacale ogromno kamenje na rimske brodove; gvozdene šape vezane za lance koji su hvatali i prevrtali neprijateljske brodove.