MAKİNE VE MEKANİZMALAR, emeği kolaylaştıran ve verimliliğini artıran mekanik cihazlar. Makineler, tek tekerlekli basit bir el arabasından asansörlere, arabalara, baskıya, tekstile, bilgisayarlara kadar değişen derecelerde karmaşıklık olabilir. Enerji makineleri, bir enerji biçimini diğerine dönüştürür. Örneğin, hidroelektrik jeneratörleri mekanik enerji düşen su elektrik enerjisi. Motor içten yanma benzinin kimyasal enerjisini ısı enerjisine ve ardından arabanın hareketinin mekanik enerjisine dönüştürür.TERMAL MOTOR; TÜRBİN). Sözde çalışan makineler, malzemelerin (metal kesme makineleri, taşıma makineleri) veya bilgilerin (bilgisayarlar) özelliklerini veya durumunu dönüştürür.

Makineler mekanizmalardan (motor, şanzıman ve yürütme) oluşur - kuvvet ve hareketi ileten ve dönüştüren çok bağlantılı cihazlar. Zincirli vinç adı verilen basit bir mekanizma ( santimetre. BLOKLAR VE POLYSPATLAR), yüke uygulanan kuvveti arttırır ve bu nedenle ağır nesneleri manuel olarak kaldırmanıza olanak tanır. Diğer mekanizmalar hızı artırarak çalışmayı kolaylaştırır. Örneğin, bir zincir dişlisine bağlanan bir bisiklet zinciri, yavaş pedal çevirmeyi hızlı arka tekerlek dönüşüne dönüştürür. Ancak hızı artıran mekanizmalar bunu kuvveti azaltarak, kuvveti artıran mekanizmalar ise hızı azaltarak yapar. Aynı anda hem hızı hem de gücü artırmak imkansızdır. Mekanizmalar ayrıca kuvvetin yönünü basitçe değiştirebilir. Bir örnek, bir bayrak direğinin ucundaki bir bloktur: bayrağı kaldırmak için kordon aşağı çekilir. Yöndeki bir değişiklik, güç veya hızdaki bir artışla birleştirilebilir. Böylece, kol aşağı itilerek ağır bir yük kaldırılabilir.

MAKİNE VE MEKANİZMALARIN ÇALIŞMA TEMEL ESASLARI

Temel Kanun.

Mekanizmalar, güç veya hız kazancı elde etmenize izin verse de, böyle bir kazancın olasılıkları, enerjinin korunumu yasası ile sınırlıdır. Makinelere ve mekanizmalara uygulandığı gibi, diyor ki: enerji ne ortaya çıkabilir ne de yok olabilir, sadece başka tür enerjilere veya işe dönüştürülebilir. Bu nedenle, bir makinenin veya mekanizmanın çıktısı, girdiden daha fazla enerji olamaz. Ayrıca gerçek makinelerde sürtünme nedeniyle enerjinin bir kısmı kaybolur. İş enerjiye dönüştürülebildiği ve bunun tersi de yapılabildiği için, makineler ve mekanizmalar için enerjinin korunumu yasası şu şekilde yazılabilir:

Girdi işi = Çıktı işi + Sürtünme kaybı.

Bu, özellikle, sürekli hareket eden bir makinenin neden imkansız olduğunu gösterir: Sürtünme için kaçınılmaz enerji kaybı nedeniyle, er ya da geç duracaktır.

Güç veya hız kazanır.

Mekanizmalar, yukarıda bahsedildiği gibi, gücü veya hızı artırmak için kullanılabilir. Kuvvet veya hızdaki ideal veya teorik kazanç, sürtünme nedeniyle enerji kaybının olmaması durumunda mümkün olabilecek kuvvet veya hızdaki artış oranıdır. İdeal kazanç pratikte elde edilemez. Örneğin yürürlükte olan gerçek kazanç, mekanizmanın geliştirdiği kuvvetin (yük olarak adlandırılan) mekanizmaya uygulanan kuvvete (kuvvet olarak adlandırılan) oranına eşittir.

mekanik verimlilik.

katsayı faydalı eylem makine, çıkışındaki işin, girişindeki işe yüzde oranı olarak adlandırılır. Bir mekanizma için verimlilik, gerçek kazancın ideal olana oranına eşittir. Kol verimliliği çok yüksek olabilir - %90'a kadar veya daha fazla. Aynı zamanda, önemli sürtünme ve hareketli parçaların kütlesi nedeniyle zincirli vincin verimliliği genellikle %50'yi geçmez. Vida ile gövdesi arasındaki geniş temas alanı ve dolayısıyla yüksek sürtünme nedeniyle krikonun verimi sadece %25 olabilir. Bu, bir araba motoruyla yaklaşık olarak aynı verimliliktir. Santimetre. ARAÇ YOLCUSU.

Yağlama ve rulman kullanımından kaynaklanan sürtünmeyi azaltarak verimlilik belirli sınırlar içinde arttırılabilir.

BASİT MEKANİZMALAR

En basit mekanizmalar, neredeyse tüm karmaşık makine ve mekanizmalarda bulunabilir. Altı tane vardır: kaldıraç, blok, diferansiyel kapısı, eğik düzlem, kama ve vida. Bazı yetkililer, blok ve kapının kolun varyantları olduğunu ve kama ve vidanın eğik düzlemin varyantları olduğunu göstermek kolay olduğundan, aslında sadece iki basit mekanizmadan - bir kaldıraç ve bir eğik düzlem - hakkında konuşabileceğimizi savunuyorlar. .

Manivela.

Dayanma noktası adı verilen sabit bir nokta etrafında serbestçe dönebilen sert bir çubuktur. Bir kaldıracın bir örneği, bir levye, bir yarık çekiç, bir el arabası, bir süpürgedir.

Kollar üç çeşittir, farklı karşılıklı düzenleme yük, efor ve dayanak uygulama noktaları (Şekil 1). Kaldıraçtaki ideal kazanç, mesafenin oranına eşittir. D E kuvvet uygulama noktasından dayanak noktasına mesafeye DL yükün uygulama noktasından dayanak noktasına. Birinci türden bir kaldıraç için, mesafe D E genellikle daha fazla DL ve dolayısıyla ideal güç kazancı 1'den büyüktür. Tip II bir kaldıraç için ideal güç kazancı da birden fazladır. Üçüncü tür kaldıraca gelince, değer D E onun için daha az DL, ve bu nedenle, hızdaki kazanç birlikten daha büyüktür.

Engellemek.

Bu, bir ip veya zincir için çevresi etrafında bir oluk bulunan bir tekerlektir. Kaldırma cihazlarında bloklar kullanılmaktadır. Taşıma kapasitesini artırmak için tasarlanmış blok ve kablo sistemine zincirli vinç denir. Tek bir blok, sabit bir akslı (tesviyeli) veya hareketli olabilir (Şekil 2). Sabit dingili olan bir blok, dingili üzerinde bir dayanak noktası bulunan bir Sınıf I kaldıraç görevi görür. Kuvvet kolu, yük koluna (blok yarıçapı) eşit olduğundan, güç ve hızda ideal kazanç 1'dir. kuvvet. Yük kolu (blok yarıçapı), kuvvet kolunun (blok çapı) yarısıdır. Bu nedenle, hareketli bir blok için ideal güç kazancı 2'dir.

Dengeleme ve hareket eden bloklar, güç kazancını artırmak için farklı şekillerde birleştirilebilir. Bir klipte iki, üç veya daha fazla bloklar ve kablonun ucu sabit veya hareketli bir klipse takılabilir.

Diferansiyel kapısı.

Bunlar özünde birbirine bağlı ve aynı eksen etrafında dönen iki tekerlektir (Şekil 3), örneğin kulplu bir kuyu kapısı.

DERS: Fizik

SINIF: 7

DERSİN KONUSU:Eğik düzlem. "altın kural mekanik".

Fizik öğretmeni

DERS TÜRÜ: Kombine.

DERSİN AMACI:"Basit mekanizmalar" konusundaki bilgileri güncelleyin

ve tüm basit çeşitlerin genel konumunu öğrenin

mekaniğin "altın kuralı" olarak adlandırılan mekanizmalar.

DERSİN HEDEFLERİ:

EĞİTİM:

- dönen bir cismin denge durumu, hareket eden ve duran bloklar hakkındaki bilgileri derinleştirmek;

Çalışmada kullanılan basit mekanizmaların güç kazancı sağladığını ve diğer yandan, kuvvet etkisi altında vücudun hareket yönünü değiştirmenize izin verdiğini kanıtlayın;

Gerekçeli materyal seçiminde pratik beceriler geliştirin.

EĞİTİM:

Öğrencilerin temel kuralı anlamalarını sağlayacak entelektüel bir kültür geliştirin basit mekanizmalar;

Günlük yaşamda, teknolojide, bir okul atölyesinde, doğada kaldıraç kullanma işlevlerini tanımak.

DÜŞÜNCE GELİŞİMİ:

Ana şeyi vurgulayarak bilinen verileri genelleştirme yeteneğini oluşturmak;

Genelleme yöntemine dayalı yaratıcı arama öğeleri oluşturmak.

TEÇHİZAT: Cihazlar (kaldıraçlar, bir dizi ağırlık, bir cetvel, bloklar, eğik bir düzlem, bir dinamometre), "Yaban hayatında kaldıraçlar" tablosu, bilgisayarlar, çalışma kağıtları (testler, görev kartları), ders kitabı, karatahta, tebeşir.

DERSLER SIRASINDA.

ÖĞRETMEN VE ÖĞRENCİLERİN DERS ETKİNLİKLERİNİN YAPISAL ÖĞELERİ

DERSİN AMACININ BEYANIÖğretmen sınıfa seslenir:

Yeryüzünden göğe tüm dünyayı kaplayan,

Birden fazla nesli uyandırmak,

Bilimsel ilerleme gezegeni süpürüyor.

Doğanın giderek daha az sırrı var.

Bilginin nasıl kullanılacağı insanların endişesidir.

Arkadaşlar bugün buluşalım genel konum denilen basit mekanizmalar mekaniğin "altın kuralı".

ÖĞRENCİLERE SORUN (DİL GRUBU)

Sizce kural neden denir? "altın"?

CEVAP: " altın kural " - halk atasözlerinde yer alan en eski ahlaki emirlerden biri, sözler: Sana yapılmasını istemediğin şeyi başkalarına yapma, - eski doğu bilgeleri konuştu.

TOKEN CEVAP GRUBU: ” Altın” tüm vakıfların temelidir.

BİLGİNİN KEŞFİ. "İŞ VE GÜÇ" TESTİNİN YAPILMASI

(bilgisayarda, test ekli)

EĞİTİM GÖREVLERİ VE SORULARI.

1. Kaldıraç nedir?

2. Güç omzu olarak adlandırılan nedir?

3. Kaldıracın denge kuralı.

4. Kaldıraç dengesi kuralının formülü.

5. Resimdeki hatayı bulun.

6. Kaldıraç dengesi kuralını kullanarak F2'yi bulun

d1=2cm d2=3cm

7. Kol dengede olacak mı?

d1=4cm d2=3cm

Bir grup dilbilimci gerçekleştirir № 1, 3, 5.

Bir grup uzman gerçekleştiriyor № 2, 4, 6, 7.

ÖĞRENCİ GRUBU İÇİN DENEYSEL GÖREVLER

1. Kolu dengeleyin

2. Kolun sol tarafına dönme ekseninden 12 cm uzaklıkta iki ağırlık asın.

3. Bu iki ağırlığı dengeleyin:

a) tek yük_ _ _ omuz_ _ _ bkz.

b) iki ağırlık_ _ _ omuz_ _ _ bkz.

c) üç yük_ _ _omuz _ _ _ bkz.

Öğrencilerle çalışan danışman

İlginç dünyasında.

"Yaban hayatında kaldıraç"

(Biyolojide Olimpiyat kazananı Minakova Marina konuşuyor)

ÜZERİNDE ÇALIŞMAK Deneylerin gösterilmesi (danışman)

ÖĞRENDİ No. 1 Kaldıracın denge yasasını bloğa uygulamak.

MALZEME. a) Sabit blok.

Daha önce güncelleme Öğrenciler, sabit bir bloğun olabileceğini açıklamalıdır.öğrendi düşünmek eşit kollu bir kaldıraç olarak ve kazanç

basit hakkında bilgi güç vermiyor

mekanizmalar. No. 2 Hareketli blok üzerindeki kuvvetlerin dengesi.

Deneylere dayanarak, öğrenciler mobilin
blok, iki kez güç artışı ve aynı kayıp verir
yol.

ÇALIŞMA

YENİ MATERYAL. Arşimet'in ölümünün üzerinden 2.000 yıldan fazla zaman geçti, ancak
Bugün insanların hafızası onun sözlerini tutar: “Bana bir dayanak verin ve
Bütün dünyayı sana yükselteceğim." Öyle dedi seçkin Yunan
bilim adamı - matematikçi, fizikçi, mucit, bir teori geliştirmiş
yeteneklerini kullanmak ve anlamak.

Syracuse hükümdarı Arşimet'in gözleri önünde,

zor
kaldıraç tertibatı, gemiyi tek başına indirdi. slogan
yeni bir şey bulan herkese ünlü "Eureka!" hizmet eder.

Güçte kazanç sağlayan basit mekanizmalardan biri,
eğik düzlem. Tarafından yapılan işi tanımlayın
eğik düzlem.

DENEYİMİN GÖSTERİMİ:

Eğik bir düzlemde kuvvetlerin işi.

Eğik düzlemin yüksekliğini ve uzunluğunu ölçüyoruz ve

Oranlarını güç kazancıyla karşılaştırırız.

F yüzeyleri.

L A) Tahtanın açısını değiştirerek deneyi tekrarlıyoruz.

Deneyimden sonuç: eğik düzlem verir

h uzunluğu kadar güç kazanın

Daha fazla yükseklik. =

2. Mekaniğin altın kuralı, aşağıdakiler için de yerine getirilmiştir:

kaldıraç.

Kol döndürüldüğünde, kaç kez

güçle kazanırız, birçok kez kaybederiz

hareket halinde.

İYİLEŞTİRME Kalite görevleri.

VE UYGULAMA Hayır. 1. Tren sürücüleri neden trenleri durdurmaktan kaçınıyor?

BİLGİ. yükselmek? (bir grup dilbilimci cevap verir).

No. 2 B konumundaki blok eğimli bir şekilde aşağı kayar.

Sürtünmeyi yenmek için uçak. olacak mı

çubuğu kaydırın ve A konumunda? (cevap verildi

kesin).

Cevap: Olacaktır, çünkü değerÇubuğun düzlemdeki sürtünmesi F değil
temas yüzeylerinin alanına bağlıdır.

Hesaplama görevleri.

1. Yüksekliği 1 m, uzunluğu 8 m olan eğik düzlemin uzunluğuna paralel olarak etkiyen kuvveti bulunuz, böylece eğik düzlemde 1,6 * 10³ N ağırlığında bir yük tutulmaktadır.

Verilen: Çözüm:

Cevap: 2000N

2. Bir buz dağında 480 N ağırlığındaki bir kızağı tutmak için 120 N'luk bir kuvvet gerekir.Tepenin eğimi tüm uzunluğu boyunca sabittir. Yüksekliği 4 m ise dağın uzunluğu nedir?

Verilen: Çözüm:

Cevap: 16m

Hayır. 3. 3 * 104 N ağırlığındaki bir araba, 300 m uzunluğunda ve 30 m yüksekliğindeki bir yokuşta düzgün bir şekilde hareket ediyor. Tekerleklerin yerdeki sürtünme kuvveti 750 N ise arabanın çekiş kuvvetini belirleyiniz. Motor bu yolda ne iş yapar?

Verilen: Çözüm:

P = 3*104H Kaldırmak için gerekli kuvvet
Ftr \u003d 750H arabanın sürtünmesiz

h \u003d 30m Çekiş kuvveti:

İtme-?, A -? Motor çalışması: A= İtme*L

A=3750H*300m=1125*103J

Cevap: 1125kJ

Dersi özetlemek, dersteki etkinliklere farklılaştırılmış bir yaklaşım haritası kullanarak danışmanlar tarafından öğrencilerin çalışmalarını değerlendirmek.

ÖDEV § 72 rep. Bölüm 69.71. İle birlikte. 197'de. 41 #5

Bir kaldıraca benzer şekilde, eğimli düzlemler cisimleri kaldırmak için gereken kuvveti azaltır. Örneğin 45 kilogramlık bir beton bloğu elle kaldırmak oldukça zordur, ancak eğik bir düzlemde yukarı sürüklemek oldukça mümkündür. Eğik bir düzlem üzerine yerleştirilen bir cismin ağırlığı, biri yüzeyine paralel diğeri dik olan iki bileşene ayrıştırılır. Bloğu eğik düzlemde yukarı taşımak için, bir kişi yalnızca düzlemin eğim açısındaki bir artışla değeri artan paralel bileşenin üstesinden gelmelidir.

Eğik düzlemler tasarımda çok çeşitlidir. Örneğin bir vida, silindirik kısmı etrafında spiral olarak dönen eğik bir düzlemden (diş) oluşur. Bir vidayı bir parçaya vidalarken, vida dişi parçanın gövdesine nüfuz eder ve parça ile dişler arasındaki yüksek sürtünme nedeniyle çok güçlü bir bağlantı oluşturur. Mengene, kolun hareketini dönüştürür ve döner hareket doğrusal bir sıkıştırma kuvvetine vidalayın. Ağır yükleri kaldırmak için kullanılan kriko da aynı prensipte çalışır.

Eğik düzlemdeki kuvvetler

Eğik bir düzlemde bulunan bir cisimde, yerçekimi kuvveti, yüzeyine paralel ve dik etki eder. Bir cismi eğimli bir düzlemde yukarı hareket ettirmek için, düzlemin yüzeyine paralel yerçekimi bileşenine eşit büyüklükte bir kuvvet gereklidir.

Eğik düzlemler ve vidalar

Silindiri çapraz olarak kesilmiş bir kağıtla sararsanız, vidanın eğik düzlemle ilişkisini izlemek kolaydır. Ortaya çıkan spiral, vida dişinin konumuyla aynıdır.

Vidaya etki eden kuvvetler

Bir vida döndürüldüğünde, vida dişi vidalandığı parçanın malzemesine uygulanan çok büyük bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvet vidayı saat yönünde dönerse ileri, saat yönünün tersine dönerse geri çeker.

Ağırlık Kaldırma Vidası

Krikoların dönen vidaları muazzam bir güç oluşturarak araba veya kamyon kadar ağır nesneleri kaldırmalarına olanak tanır. Merkezi vida bir kolla döndürüldüğünde, krikonun iki ucu birlikte çekilir ve gerekli kaldırma sağlanır.

Bölme için eğik düzlemler

Kama, tabanları ile birbirine bağlanan iki eğik düzlemden oluşur. Bir ağaca kama çakarken, eğik düzlemler en güçlü keresteyi ayırmaya yetecek yanal kuvvetler geliştirir.

Güç ve çalışma

Eğik düzlem görevi kolaylaştırsa da, görevi tamamlamak için gereken iş miktarını azaltmaz. 45 kg'lık bir beton bloğu (W) 9 metre dikey olarak yukarı (en sağda) kaldırmak, bloğun ağırlığı ile yer değiştirme miktarının çarpımına karşılık gelen 45 x 9 kilogramlık bir iş gerektirir. Blok 44,5° eğimli bir düzlemdeyken, bloğu içeri çekmek için gereken kuvvet (F), ağırlığının yüzde 70'ine düşürülür. Bu, bloğu hareket ettirmeyi kolaylaştırsa da, şimdi bloğu 9 metre yüksekliğe çıkarmak için 13 metrelik bir düzlem boyunca sürüklenmesi gerekiyor. Başka bir deyişle, kuvvet kazancı, asansörün yüksekliğinin (9 metre) eğimli bir düzlemde (13 metre) seyahat uzunluğuna bölünmesine eşittir.