MAKINAT DHE MEKANIZMAT, pajisje mekanike që lehtësojnë punën dhe rrisin produktivitetin e saj. Makineritë mund të jenë me shkallë të ndryshme kompleksiteti - nga një karrocë dore e thjeshtë me një rrotë deri te ashensorët, makinat, printimet, tekstili, kompjuterët. Makinat e energjisë konvertojnë një formë energjie në një tjetër. Për shembull, gjeneratorët hidroelektrikë konvertohen energji mekanike duke rënë ujë në energji elektrike. Motorri djegia e brendshme shndërron energjinë kimike të benzinës në energji termike, e më pas në energji mekanike të lëvizjes së makinës.MOTORI TERMIK; TURBINA). Të ashtuquajturat makina pune transformojnë vetitë ose gjendjen e materialeve (makinat metalprerëse, makinat transportuese) ose informacionin (kompjuterët).

Energjia e lëvizjes shkaktohet, për shembull, nga forca e muskujve dhe është jashtëzakonisht e rëndësishme në sport. Nëse e godet topin energjia kinetike shkon në top. Për gjuajtje të vështira: këmba e poshtme dhe këmba përshpejtohen mirë dhe gjatë, prapëseprapë dalin dhe shkojnë deri në fund. Kështu, shpejtësia e këmbës është në maksimum në momentin e goditjes - dhe kështu energjia e saj shtytëse. Topi nuk është rrëzuar. Nga energjia e deformimit, energjia e lëvizjes është nga topi. Sa më shumë, aq më shpejt bëhet.

Kur dy trupa preken, ato pengojnë lëvizjen e tyre. Kjo është e vërtetë kur ata janë relativisht të qetë, si për shembull në një tavolinë që jo thjesht rrëshqet, por në lëvizje - përndryshe frenat nuk do të frenojnë dhe gomat nuk do të kapen. Jonas përdor të dy llojet e fërkimit për të drejtuar tabelën në ajër me këmbët e tij.

Makinat përbëhen nga mekanizma (motor, transmision dhe ekzekutiv) - pajisje me shumë lidhje që transmetojnë dhe transformojnë forcën dhe lëvizjen. Një mekanizëm i thjeshtë i quajtur ngritës zinxhir ( cm. BLOCKS DHE POLYSPATS), rrit forcën e aplikuar në ngarkesë, dhe për shkak të kësaj, ju lejon të ngrini manualisht objekte të rënda. Mekanizma të tjerë e bëjnë punën më të lehtë duke rritur shpejtësinë. Për shembull, një zinxhir biçiklete që lidhet me një rrotë e kthen pedalimin e ngadaltë në rrotullim të shpejtë të rrotave të pasme. Megjithatë, mekanizmat që rrisin shpejtësinë e bëjnë këtë duke ulur forcën, ndërsa ata që rrisin forcën e bëjnë këtë duke ulur shpejtësinë. Është e pamundur të rritësh shpejtësinë dhe forcën në të njëjtën kohë. Mekanizmat gjithashtu thjesht mund të ndryshojnë drejtimin e forcës. Një shembull është një bllok në fund të shtyllës së flamurit: për të ngritur flamurin, kordoni tërhiqet poshtë. Një ndryshim në drejtim mund të kombinohet me një rritje të forcës ose shpejtësisë. Pra, një ngarkesë e rëndë mund të ngrihet duke e shtyrë levën poshtë.

Forcat në një plan të pjerrët

Forca centrifugale ose forca centrifugale vepron mbi të gjithë trupat që lëvizin në një lëvizje rrethore rreth një boshti - gjithashtu e shtyn Jonasin nga jashtë në gjysmë tub. Nëse kalon në drejtim të boshtit të rrotullimit, ai punon në drejtim të forcës centrifugale. Me ndihmën e punës muskulore, ai sjell më shumë energji në sistem - dhe bëhet më i shpejtë.

Detyrë eksperimentale për një grup nxënësish

Momenti përshkruan lëvizjen e trupave: sa shpejt po lëviz në atë drejtim. Dhe momenti ndryshon vetëm kur një forcë e re vepron në trup. Pasi Toni rrëshqiti, shpejtësia e tij horizontale nuk ndryshoi. Megjithatë, në vertikale, forca gravitacionale zbatohet, duke ngadalësuar lëvizjen lart në zero, dhe më pas duke u përshpejtuar poshtë.

PARIMET THEMELORE TË FUNKSIONIMIT TË MAKINAVE DHE MEKANIZMAVE

Ligji themelor.

Megjithëse mekanizmat ju lejojnë të merrni një fitim në forcë ose shpejtësi, mundësitë e një fitimi të tillë janë të kufizuara nga ligji i ruajtjes së energjisë. Siç zbatohet për makinat dhe mekanizmat, ai thotë: energjia nuk mund të lindë dhe as të zhduket, ajo mund të shndërrohet vetëm në lloje të tjera të energjisë ose në punë. Prandaj, prodhimi i një makinerie ose mekanizmi nuk mund të jetë më shumë energji se sa hyrja. Përveç kësaj, në makinat reale, një pjesë e energjisë humbet për shkak të fërkimit. Meqenëse puna mund të shndërrohet në energji dhe anasjelltas, ligji i ruajtjes së energjisë për makinat dhe mekanizmat mund të shkruhet si

Për të mos ikur, Monica duhet të kapë pikërisht pikën më të qetë të dinamos në pikën e synuar: majën e trajektores së saj parabolike. Meqenëse ajo nuk ka pothuajse asnjë vrull të tepërt, të cilin do t'i duhet ta përgjojë me forcë të madhe. Surferët kanë nevojë për të njëjtat dy varietete: pas lëvizjes statike. Ai i lejon çdo trupi të notojë kur shtrëngon mjaftueshëm ujë për të balancuar peshën e tij. Por për dërrasat e vogla kjo nuk mjafton. Për të mbështetur surferin, ai gjithashtu ka nevojë për një lëvizje dinamike, e cila gjithashtu mban avionët në ajër.

Puna hyrëse = Puna dalëse + Humbja e fërkimit.

Kjo tregon, në veçanti, pse një makinë me lëvizje të përhershme është e pamundur: për shkak të humbjes së pashmangshme të energjisë për fërkim, ajo do të ndalet herët a vonë.

Fitimet në forcë ose shpejtësi.

Mekanizmat, siç u përmend më lart, mund të përdoren për të rritur forcën ose shpejtësinë. Fitimi ideal ose teorik i forcës ose shpejtësisë është shkalla e rritjes së forcës ose shpejtësisë që do të ishte e mundur në mungesë të humbjes së energjisë për shkak të fërkimit. Fitimi ideal është i paarritshëm në praktikë. Fitimi real, për shembull në fuqi, është i barabartë me raportin e forcës (të quajtur ngarkesë) që zhvillon mekanizmi me forcën (e quajtur forcë) që aplikohet në mekanizëm.

Parimi: Nëse një lëng ose gaz rrjedh rreth një objekti, ai e shtyn atë lart, poshtë ose edhe anash në varësi të formës. Dy anët e bazës janë paralele me drejtimin e zbritjes së avionit. Koeficienti i fërkimit ndërmjet bllokut dhe planit është μ. Kur koeficienti i fërkimit është më i madh se pjerrësia e aeroplanit, blloku nuk rrëshqet, pasi forca e fërkimit është mjaft e fortë për të kundërshtuar përbërësin e peshës në drejtim të zbritjes së avionit. Për më tepër, reagimi normal i avionit kompenson përbërësin e peshës normale ndaj tij.

Kur një bllok nuk shihet si grimcë, por si të ngurta, nevojitet një analizë më e detajuar. Kushti i ekuilibrit për bllokun është i dyfishtë: që rezultati i forcave të aplikuara të anulohet, si dhe momenti i forcave të aplikuara. Kur shtohen forcat, në të vërtetë nuk ka një peshë të vetme, as një reagim të vetëm normal të avionit, as një forcë të vetme fërkimi, por një pafundësi prej tyre.

efikasiteti mekanik.

Koeficient veprim i dobishëm Makina quhet raporti i përqindjes së punës në daljen e saj me punën në hyrjen e saj. Për një mekanizëm, efikasiteti është i barabartë me raportin e fitimit real me atë ideal. Efikasiteti i levës mund të jetë shumë i lartë - deri në 90% ose edhe më shumë. Në të njëjtën kohë, efikasiteti i ngritjes së zinxhirit për shkak të fërkimit të konsiderueshëm dhe masës së pjesëve lëvizëse zakonisht nuk kalon 50%. Efikasiteti i folesë mund të jetë vetëm 25% për shkak të zonës së madhe të kontaktit midis vidës dhe trupit të saj, dhe për këtë arsye fërkimi i lartë. Ky është afërsisht i njëjti efikasitet si një motor makine. Cm. PASAGJER MAKINE.

Për peshën, kemi se çdo pikë ka një peshë diferenciale. Duke qenë rezultat i të gjitha peshave të peshës totale, pasi nxitimi i gravitetit është i njëjtë për të gjitha pikat. Për forcën e reaksionit, një forcë e caktuar normale dhe një forcë e caktuar fërkimi veprojnë në çdo pikë kontakti midis një trupi të ngurtë dhe një rrafshi.

Ajo që ne shohim si reagim normal plani, është në fakt rezultat i të gjitha forcave normale.

Po kështu, forca e fërkimit të pastër është rezultat i forcave diferenciale të fërkimit. Kur një bllok konsiderohet si një trup i ngurtë, nuk është e nevojshme vetëm të sigurohet që shuma e forcave të jetë zero. Duhet të jetë gjithashtu shuma e momenteve rreth pikës së referencës.

Efikasiteti mund të rritet brenda kufijve të caktuar duke reduktuar fërkimin për shkak të lubrifikimit dhe përdorimit të kushinetave rrotulluese.

MEKANIZMAT E THJESHTA

Mekanizmat më të thjeshtë mund të gjenden në pothuajse çdo makineri dhe mekanizëm më kompleks. Janë gjashtë prej tyre: levë, bllok, portë diferenciale, plan i pjerrët, pykë dhe vidë. Disa autoritete argumentojnë se në fakt mund të flasim vetëm për dy mekanizma të thjeshtë - një levë dhe një plan të pjerrët - pasi është e lehtë të tregohet se blloku dhe porta janë variante të levës, dhe pyka dhe vidhosja janë variante të planit të prirur. .

Momenti i forcave të reagimit do të jetë rezultat i momenteve diferenciale. Ne zgjodhëm këndin e poshtëm të bllokut si udhëzues. Vini re se kur eliminoni nxitimin për shkak të gravitetit, duhet pasur kujdes integral për të ruajtur rendin e produktit kryq.

Momenti i forcave të reaksionit jepet nga integrali. Duke folur fizikisht, forca e reagimit mund ta parandalojë atë të rrotullohet në një aeroplan, por jo të rrotullohet nga jashtë. Pastaj kushti për ekuilibrin e momenteve. Duke e marrë këtë në një ekuacion ekuilibri. Grafikisht, kjo gjendje është e barabartë me faktin që pesha vertikale duhet të bjerë në sipërfaqen e bazës së bllokut. Nëse bie nga ajo, blloku do të rrëzohet.

Krahu i levës.

Është një shufër e ngurtë që mund të rrotullohet lirshëm rreth një pike fikse të quajtur pikëmbështetje. Një shembull i një levë është një levë, një çekiç i ndarë, një karrocë dore, një fshesë.

Levat janë tre llojesh, të ndryshme marrëveshje reciproke pikat e aplikimit të ngarkesës dhe përpjekjes dhe pikëmbështetja (Fig. 1). Fitimi ideal në levë është i barabartë me raportin e distancës D E nga pika e aplikimit të forcës në pikën kryesore deri në distancë D L nga pika e aplikimit të ngarkesës në pikëmbështetje. Për një levë të llojit të parë, distanca D E zakonisht më shumë D L, dhe për këtë arsye fitimi ideal në forcë është më i madh se 1. Për një levë të tipit II, fitimi ideal në forcë është gjithashtu më i madh se një. Sa i përket levës së llojit të tretë, vlera D E më pak për të D L, dhe për këtë arsye, fitimi në shpejtësi është më i madh se uniteti.

Kur fërkimi është i ulët, blloku rrëshqet poshtë pjerrësisë në një mënyrë të përshpejtuar. Ekuacionet dinamike në këtë rast duhet të përfshijnë termin përkatës. Nga këtu marrim rezultatin e njohur. Meqenëse blloku është në lëvizje, ky nxitim vlen edhe për çdo pikë tjetër të trupit të ngurtë.

Një forcë konstante prej 25 N zbatohet në një trup prej 5 kg, fillimisht në qetësi. Sa shpejt do të arrijë dhe sa hapësirë do të zërë pas 10 sekondash? Llogaritni peshën tuaj trupore. Trupi ndodhet në një sipërfaqe ideale të lëmuar të një rrafshi të pjerrët të shkallëve të prirjes. Çfarë nxitimi horizontal duhet t'i japim trupit në mënyrë që trupi të mos rrëshqasë poshtë?

Blloko.

Kjo është një rrotë me një zakon rreth perimetrit për një litar ose zinxhir. Blloqet përdoren në pajisjet ngritëse. Sistemi i blloqeve dhe kabllove, i krijuar për të rritur kapacitetin mbajtës, quhet ngritës zinxhir. Një bllok i vetëm mund të jetë ose me një bosht fiks (nivelues) ose i lëvizshëm (Fig. 2). Një bllok me një bosht fiks vepron si një levë e klasës I me një pikëmbështetje në boshtin e tij. Meqenëse krahu i forcës është i barabartë me krahun e ngarkesës (rrezja e bllokut), fitimi ideal në forcë dhe shpejtësi është 1. Blloku i lëvizshëm, nga ana tjetër, vepron si një levë e tipit II, pasi ngarkesa ndodhet midis pikëmbështetjes dhe forca. Krahu i ngarkesës (rrezja e bllokut) është gjysma e krahut të forcës (diametri i bllokut). Prandaj, për një bllok në lëvizje, fitimi ideal në forcë është 2.

Brenda kabinës së ashensorit me lartësi 2.8 m ndodhet një person 75 kg. Llogariteni gjithashtu këtë forcë kur ashensori zbret me të njëjtën nxitim. Kjo do të thotë, nëse ashensori ngrihet ose bie me nxitim të vazhdueshëm. Kur ashensori është 18 m nga dyshemeja, një nga llambat e tavanit shkëputet.

Në skajet e një litari që kalon nëpër një rrotull pa fërkim, vendosen dy trupa përkatësisht 8 dhe 12 kg. vizatoni një diagram forcat aktive. Llogaritni nxitimin e sistemit të lëshuar. Sa tension mban litari? Llogaritni kohën që duhet që të dy trupat të barazohen 6 m, duke supozuar se ishin në të njëjtën lartësi në momentin fillestar.

Blloqet barazuese dhe lëvizëse mund të kombinohen në mënyra të ndryshme për të rritur fitimin në forcë. Në një klip, mund të instaloni dy, tre ose më shumë blloqe, dhe fundi i kabllit mund të ngjitet ose në një kapëse fikse ose të lëvizshme.

Porta diferenciale.

Këto janë, në thelb, dy rrota të lidhura së bashku dhe që rrotullohen rreth të njëjtit bosht (Fig. 3), për shembull, një portë pusi me një dorezë.

Ngjitur në dy skajet e një litari, një masë e neveritshme, që kalon nëpër një rrotull të vogël pa fërkime, masa e së cilës gjithashtu mund të neglizhohet, varni dy blloqe identike me nga 10 kg secili. Nëse duam që njëri nga dy blloqet të zbresë një distancë prej 2,40 m për 2 sekonda, duke filluar me pushim, çfarë force g, e shprehur në kg, do të shtohet?

Dy shtangë dore, një prej 7 kg dhe një prej 8 kg, të varura vertikalisht, lidhen me një litar të lehtë dhe të pazgjatur, i cili kalon nëpër një rrotull të fiksuar, fyti i së cilës është krejtësisht i lëmuar. Nëse rrotulla mbetet e lirë dhe duke supozuar se peshoret ishin në të njëjtën lartësi, sa larg do ta gjejnë njëri-tjetrin pas 3 sekondash? Cili do të jetë tensioni i litarit?

Abstrakt mbi temën:

Aeroplan i pjerrët

Plani:

1 Shembuj të aeroplanit të prirur
2 Histori
3 Formulat e aeroplanit të prirur
4 Këndi kritik

Prezantimi

Aeroplan i pjerrëtështë një sipërfaqe e sheshtë e vendosur në një kënd të ndryshëm nga një kënd i drejtë dhe/ose zero në një sipërfaqe horizontale. Një plan i pjerrët bën të mundur kapërcimin e rezistencës së konsiderueshme duke aplikuar një forcë relativisht të vogël në një distancë më të madhe se ajo në të cilën duhet të ngrihet ngarkesa.

Në skajet e një litari të lehtë dhe fleksibël që kalon nëpër një rrotull të vogël, pa fërkim, me masë të papërfillshme, janë pezulluar dy blloqe, A dhe B, secili prej 200 g masë. Në bllokun A vendoset një mbingarkesë prej 80 g, e cila hiqet pas 3 sekondash. Gjeni hapësirën e udhëtuar nga çdo bllok gjatë sekondës së parë pas heqjes së mbingarkesës.

Aeroplanë të prirur për ndarje

Llogaritni tensionin e kabllit para dhe pas heqjes së mbingarkesës. Nga skajet e një litari 6 m të gjatë dhe duke kaluar nëpër një grykë rrotullimi krejtësisht të lëmuar me masë të papërfillshme, varni dy blloqe, A dhe B, me nga 10 kg secila, të cilët fillimisht kanë gjithashtu të njëjtën lartësi. Blloku A ka një mbingarkesë prej 2 kg.

Rrafshi i pjerrët është një nga mekanizmat e thjeshtë të njohur gjerësisht.

1. Shembuj të planeve të pjerrëta

Shembuj të planeve të pjerrëta janë:

rampa dhe shkallë;
veglat: daltë, sëpatë, çekiç, parmend, pykë e kështu me radhë;

Shembulli më kanonik i një rrafshi të pjerrët është sipërfaqe e pjerrët, për shembull, një hyrje në një urë me një ndryshim në lartësi.

Nxitimi i sistemit lëshohet në varësi të distancës së përshkuar nga një prej blloqeve. Në një sipërfaqe horizontale pa fërkim, kemi dy blloqe: A dhe B, 2 kg masë secili, të lidhur me një litar. Nëse blloku A tërhiqet me një forcë prej 10 N, llogaritni tensionin në kordonin patch në çdo skaj.

Shpejtësia lineare e trupit A, e marrë si sistem referimi i Tokës. Reagimi i sipërfaqes së konit ndaj trupit. Shpejtësia këndore me të cilën duhet të rrotullohet koni në mënyrë që të zvogëlojë forcën e tij të reagimit në trup. Llogaritni shpejtësinë këndore që duhet të kryejë çiklisti nëse dëshiron ta mbajë rrafshin e biçikletës plotësisht pingul me terrenin pa u kthyer. Tregoni se shpejtësia e grimcës në krye të shtegut është më e vogël se shpejtësia e grimcës.

2. Historia

Rampat, ose aeroplanët e pjerrët, u përdorën gjerësisht në ndërtimin e strukturave të hershme prej guri, rrugëve dhe ujësjellësve. Ato u përdorën gjithashtu gjatë sulmit ndaj fortifikimeve ushtarake.

Eksperimentet me aeroplanë të pjerrët ndihmuan fizikanët mesjetarë (si Galileo Galilei) të studionin ligjet e natyrës që lidhen me gravitetin, masën, nxitimin, etj.

Llogaritni tensionin e vargut në të dyja pikat. Në të njëjtën kohë, filli përshkruan sipërfaqen e konit. Përcaktoni këndin që formon litari me vertikalen, si dhe tensionin që ai përjeton. Një platformë rrethore, e vendosur horizontalisht, rrotullohet me një frekuencë prej dy rrotullimesh në sekondë rreth e rrotull boshti vertikal duke kaluar nëpër qendrën e saj. Mbi të vendosim një objekt druri, në mënyrë që koeficienti statik i fërkimit ndërmjet trupit dhe platformës të jetë 0. Gjeni distancën maksimale me boshtin e rrotullimit në të cilin duhet të vendosim trupin në mënyrë që të rrotullohet me platformën pa u hedhur. nga jashtë.

Një kuptim i thellë i planeve të pjerrëta dhe përdorimeve të tyre ka çuar në një kuptim se si sasitë vektoriale si forcat mund të analizohen dhe kontrollohen me sukses duke përdorur matematikën. Koncepti i mbivendosjes dhe zbërthimit është shumë i rëndësishëm në shumë fusha. shkenca moderne, inxhinieri dhe teknologji.

3. Formulat për rrafshin e pjerrët

këtu μ është koeficienti i fërkimit të trupit në sipërfaqe, α është këndi i prirjes së rrafshit.

Në parqet argëtuese të shumë qyteteve, shpesh mund të shihni shoferë që punojnë në "gypin e vdekjes". Llogaritni shpejtësinë minimale që duhet të arrijë kalorësi për të mos rënë, duke ditur se koeficienti i fërkimit ndërmjet rrotave të motoçikletës dhe murit është 0. Llogaritni nxitimin e sistemit dhe forcën që ushtron çdo bllok në bllok. tjera. Nëse të dy blloqet janë në një sipërfaqe të lëmuar.

Nëse koeficientët e fërkimit dinamik ndërmjet blloqeve A dhe B dhe sipërfaqes janë përkatësisht 0, 1 dhe 0. Sa është nxitimi i sistemit dhe tensioni në litar? Si ndryshojnë këto rezultate nëse koeficienti i fërkimit është midis bllokut dhe planit? Një bllok prej 100 g mbështetet në një tjetër prej 900 g, i cili e tërheq kompletin me një shpejtësi konstante në një sipërfaqe horizontale, falë veprimit të trupit prej 100 g teli të varur lart.

Rasti kufizues është kur këndi i pjerrësisë së avionit është i barabartë me 90 o gradë, domethënë trupi bie, duke rrëshqitur përgjatë murit. Në këtë rast: α = g, domethënë, forca e fërkimit nuk ndikon në trup në asnjë mënyrë, ai është në renie e lire. Një rast tjetër kufizues është situata kur këndi i prirjes së rrafshit është i barabartë me zero, d.m.th. avioni është paralel me tokën; në këtë rast trupi nuk mund të lëvizë pa aplikim forcë e jashtme. Duhet të theksohet se, sipas përkufizimit, në të dyja situatat rrafshi nuk do të jetë më i pjerrët - këndi i prirjes nuk duhet të jetë i barabartë me 90 o ose 0 o.

Nëse blloku i parë prej 100 g ndahet nga 900 g dhe e bashkon atë me bllokun e varëses, sistemi fiton një përshpejtim të caktuar. Llogaritni vlerën e këtij nxitimi. Sa është tensioni i dy vargjeve? Duke ditur se në sistemin e figurave koeficienti dinamik i fërkimit ndërmjet bllokut dhe sipërfaqes është 0,25, llogaritni.

Në sistemin e figurës, në të cilin koeficienti i fërkimit dinamik midis blloqeve 15 kg dhe 20 kg dhe sipërfaqes së tryezës është 0.25, propozohet të llogaritet. Përshpejtimi i lëvizjes. Tensioni i tre vargjeve. Në një plan të prirur 30° në lidhje me horizontalen, ka një trup 30 kg të lidhur me një litar që kalon mbi një rrotull të vogël pa fërkim në një bllok të dytë 25 kg që varet vertikalisht. Llogaritni nxitimin me të cilin lëviz sistemi dhe tensionin në litar.

4. Këndi kritik

Lloji i lëvizjes së trupit varet nga këndi kritik. Trupi është në prehje nëse këndi i pjerrësisë së rrafshit është më i vogël se këndi kritik, qëndron ose lëviz në mënyrë të njëtrajtshme nëse këndi i pjerrësisë së rrafshit është i barabartë me këndin kritik dhe lëviz me nxitim të njëtrajtshëm, me kusht që këndi i pjerrësia e rrafshit është më e madhe se këndi kritik.

Mund të vërehet se.

Ky abstrakt bazohet në një artikull nga Wikipedia ruse. Sinkronizimi përfundoi në 07/13/11 00:33:21
Abstrakte të ngjashme: