"Günlük yaşamda basit mekanizmalar" - Basit bir mekanizma "eğik düzlem". basit mekanizmalar teknolojide. Manivela. Eğik düzlem. Geçit. Basit mekanizmaların pratik uygulamaları hakkında bilgi sahibi olmak. kama. Vinç. Deney. Kule vinçleri. Doğada basit mekanizmalar. Edinilen bilgiyi sistematize edin. Vida. Bulmacalar Kuşatma aracı.

"Basit mekanizmalar" - Klin. Çözüm. Arşimet Buluşları. basit mekanizmalar. Vida. Vites. Hayatta kullandığımız basit mekanizmalar. Manivela. Arşimet. Teker. Eski zamanlardan beri, insan ağırlık kaldırmak için kolu kullanmayı öğrendi. Konuyu incelemek için plan yapın. Engellemek. Bu nedenle, hareketli bir blok için ideal güç kazancı 2'dir.

"Basit mekanizmaların uygulanması" - Basit mekanizmalar. Koşmak Ölçek. Güç kazanır, ancak harekette kayıp. Sporda. Manivela. Spor Dalları. Kaldıraç kullanımı hakkında kısa bir mesaj veya sunum hazırlayın. Bu konuyla ilgili bir bulmaca yapın. Kurtarma araçları. Teknik. Yaratıcı görev: Ben seçeneği. Ve yürürlükte? Teknolojide.

"Basit mekanizmalar 7. Sınıf" - Teknikler gösterilmiştir Pilot çalışma kullanarak didaktik materyaller. Değerlendirme ve standartlar. Öğretmen sunumu. Proje sahası: Kontrol birkaç yönde gerçekleştirilir. Öğrencilerin çalışmaları. Proje planlaması. Okul saatleri dışında bilgisayar bilimi ofisinde çalışın. Proje teması: "Basit mekanizmalar".

"Mekaniğin Altın Kuralı" - "Mekaniğin Altın" Kuralı". Engellemek. Basit mekanizmaların hiçbiri işte bir kazanç sağlamaz. Basit mekanizma denilen şey. Kaç kez güç kazandık. Bir kaldıraç kullanarak yükü 8 cm yüksekliğe kaldırdılar, bir insanın hayatında basit mekanizmalar kullandığı yerde. kama. Eğik düzlem. dersimizin amacı

"Kam mekanizması" - Kam sistemi ve ilgili mekanizmalar. Makinenin manuel tahriki. Kapalı boruların temel tonları, açık olanlardan bir oktav daha düşüktür. Brugger'in mekanik organı. En yaygın olanı labial tüplerdir. Kamış borular. Politeknik Müzesi'ndeki müzik kutuları koleksiyonunun küratörü. Politeknik Müzesi'nin bilim ve teknoloji anıtlarında.

Konuda toplam 8 sunum var

BASİT MEKANİZMALAR

Kol ve bloğa ek olarak, basit mekanizmalar ayrıca eğik bir düzlem ve çeşitlerini içerir: bir kama ve bir vida.

EĞİK DÜZLEM

Eğik düzlem ağır nesneleri taşımak için kullanılır yüksek seviye doğrudan kaldırmadan.
Bu tür cihazlar şunları içerir: rampalar, yürüyen merdivenler, geleneksel merdivenler ve konveyörler.
Yükü bir yüksekliğe kaldırmanız gerekiyorsa, dik bir yokuştan daha hafif bir eğim kullanmak her zaman daha kolaydır. Üstelik eğim ne kadar düz olursa, bu işi yapmak o kadar kolay olur. Zaman ve mesafenin çok önemli olmadığı, ancak yükü kaldırmak önemli olduğunda en az çabayla eğik düzlem vazgeçilmezdir.

Bu çizimler yardımıyla basit bir mekanizmanın nasıl çalıştığını anlatabilirsiniz. EĞİK DÜZLEM.
Klasik Aksiyon Hesaplamaları eğik düzlem ve diğer basit mekanizmalar, Syracuse'dan seçkin antik tamirci Arşimet'e aittir.

Tapınakların inşası sırasında Mısırlılar, ağırlığı ağır olan devasa dikilitaşları ve heykelleri taşıdı, kaldırdı ve yerleştirdi. onlarca ve yüzlerce ton! Bütün bunlar, diğer basit mekanizmalar arasında kullanılarak yapılabilir. eğik düzlem.
Mısırlıların ana kaldırma cihazı eğik düzlem - rampa. Rampanın iskeleti yani kenarları ve rampayı birbirinden kısa mesafede geçen bölmeleri tuğladan; boşluklar sazlık ve dallarla dolduruldu. Piramit büyüdükçe rampa yapıldı. Bu rampalarda, taşlar, manivelalarla kendilerine yardım ederken, kızaklarda zeminde olduğu gibi sürükleniyordu. Rampa açısı çok hafifti - 5 veya 6 derece.

Thebes'deki antik Mısır tapınağının sütunları.

Bu devasa sütunların her biri, köleler tarafından bir rampa - eğik bir düzlem boyunca sürüklendi. Sütun çukura girdiğinde, delikten kum tırmıkla dışarı çıkarıldı ve ardından tuğla duvar söküldü ve dolgu kaldırıldı. Böylece, örneğin, yüksekliği 46 metre olan Kefren Piramidi'ne giden eğimli yol vardı. yaklaşık yarım kilometre uzunluğunda.

"Eğimli bir düzlemdeki bir cisim, büyüklük olarak bu cismin ağırlığından kat kat daha az, eğik düzlemin uzunluğunun yüksekliğinden kaç kat daha büyük olduğu bir kuvvet tarafından tutuluyor."
BT eğik bir düzlemde kuvvetler dengesi için koşul Hollandalı bilim adamı Simon Stevin (1548-1620) tarafından formüle edilmiştir.

Üzerine çizmek baş sayfa S. Stevin'in formülasyonunu onayladığı kitapları.

Krasnoyarsk hidroelektrik santralindeki eğik düzlem çok ustaca kullanılıyor. Burada, geçitler yerine, nakliye odası eğimli bir üst geçit boyunca hareket ediyor. Hareketi için 4000 kN'luk bir çekiş kuvveti gereklidir.

Ve neden dağ yolları yumuşak bir "yılan gibi" kıvrılıyor?

kama- "eğik düzlem" adı verilen basit bir mekanizmanın çeşitlerinden biri. kama oluşur iki eğik düzlemden kimin üsleri temas halinde. Daha büyük bir kuvvete karşı koymak için daha küçük bir kuvvetin yardımıyla güçte bir kazanç elde etmek için kullanılır.
Yakacak odun keserken, işi kolaylaştırmak için kütüğün çatlamasına metal bir kama sokulur ve üzerine bir baltanın kıçı ile dövülür.
Kama tarafından verilen ideal kuvvet kazancı, uzunluğunun küt uçtaki kalınlığa oranına eşittir.Yüksek sürtünme nedeniyle verimliliği o kadar küçüktür ki ideal kazanç gerçekten önemli değildir.

Bir başka eğik düzlem tipi vidadır.
Vida - eğik düzlem, bir aks üzerinde yara. Bir vidanın dişi, tekrar tekrar bir silindirin etrafına sarılmış eğik bir düzlemdir. Kama tarafından verilen ideal güç kazancı, uzunluğunun küt uçtaki kalınlığa oranına eşittir. Bir kamanın gerçek getirisini belirlemek zordur.
Yüksek sürtünme nedeniyle verimliliği o kadar küçüktür ki ideal kazanç çok önemli değildir. Eğik düzlemin yükselme yönüne bağlı olarak vida dişi sola veya sağa olabilir.
Vida dişli basit cihaz örnekleri - kriko, somunlu cıvata, mikrometre, mengene.

7. sınıf için fizik konularıyla ilgili diğer sayfalar:

"Dünyayı bir kaldıraçla döndürebilirim, sadece bana bir dayanak noktası verin"

Arşimet

Manivela- hem doğada hem de insan tarafından yaratılan dünyada bulunan, dünyadaki en yaygın ve basit mekanizma türlerinden biri.buna kaldıraç derler sağlam, bazı eksenler etrafında dönebilir. Bir kaldıraç mutlaka uzun ve ince bir nesne değildir.

Bir kaldıraç olarak insan vücudu

Hayvanların ve insanların iskeletinde, bir miktar hareket özgürlüğüne sahip olan tüm kemikler, örneğin insanlarda kaldıraçlardır - uzuvların kemikleri, alt çene, kafatası, parmakların falanjları.

Dirsek eklemine bir göz atalım. Yarıçap ve humerus kıkırdak ile birbirine bağlanır ve pazı ve triseps kasları da bunlara bağlanır. Böylece en basit kaldıraç mekanizmasını elde ederiz.

Elinizde 3 kg'lık bir dambıl tutarsanız, kasınız ne kadar efor geliştirir? Kemik ve kasın birleşmesi kemiği 1'e 8 oranında böler, bu nedenle kas 24 kg'lık bir kuvvet geliştirir! Kendimizden daha güçlü olduğumuz ortaya çıktı. Ancak iskeletimizin kaldıraç sistemi gücümüzü tam olarak kullanmamıza izin vermiyor.

Kaldıracın kas-iskelet sistemine daha iyi uygulanmasına iyi bir örnek, birçok hayvanda (her tür kedi, at, vb.) ters arka dizdir.

Kemikleri bizimkinden daha uzundur ve arka bacaklarının özel yapısı, kaslarının gücünü çok daha verimli kullanmalarını sağlar. Evet, elbette, kasları bizimkinden çok daha güçlü, ancak ağırlıkları çok daha büyük.

Ortalama bir at yaklaşık 450 kg ağırlığındadır ve aynı zamanda yaklaşık iki metre yüksekliğe kolayca atlayabilir. Böyle bir atlayışı gerçekleştirmek için, bir attan 8-9 kat daha az ağırlığa sahip olmamıza rağmen, yüksek atlamalarda spor ustası olmamız gerekir.

Yüksek atlamayı hatırladığımızdan, insan tarafından icat edilen kolu kullanma seçeneklerini düşünün. Sırıkla atlama çok iyi bir örnektir.

Yaklaşık üç metre uzunluğunda bir kol yardımıyla (yüksek atlamalar için direğin uzunluğu yaklaşık beş metredir, bu nedenle, kolun uzun kolu, atlama anında direğin bükülmesinden başlayarak yaklaşık üç metredir. metre) ve doğru çaba sarf edildiğinde, sporcu altı metreye kadar baş döndürücü bir yüksekliğe çıkar.

Bir kalem alın, bir şeyler yazın veya çizin ve kalemi ve parmaklarınızın hareketini izleyin. Yakında sapın bir kaldıraç olduğunu keşfedeceksiniz. Bir dayanak bulun, omuzlarınızı değerlendirin ve bu durumda güç kaybettiğinizden, ancak hız ve mesafe kazandığınızdan emin olun. Aslında yazarken, kalemin kağıt üzerindeki sürtünme kuvveti küçüktür, böylece parmak kasları çok fazla gerilmez. Ancak parmakların tam olarak çalışması, önemli kuvvetlerin üstesinden gelmesi ve aynı zamanda olağanüstü doğrulukta hareketler yapması gereken bu tür işler vardır: bir cerrahın, bir müzisyenin parmakları.

Günlük yaşamda kol

Kollar günlük yaşamda da yaygındır. Küçük ama çok etkili bir kaldıraç olan 4-6 cm'lik bir tutamağa sahip olmasaydı, sıkıca vidalanmış bir musluğu açmanız çok daha zor olurdu.

Aynısı, bir cıvatayı veya somunu sökmek veya sıkmak için kullandığınız bir anahtar için de geçerlidir. Anahtar ne kadar uzun olursa, bu somunu sökmeniz o kadar kolay olur veya tam tersi, daha sıkı sıkabilirsiniz.

Özellikle büyük ve ağır cıvata ve somunlarla çalışırken, örneğin çeşitli mekanizmaları tamir ederken, arabalar, takım tezgahları, bir metreye kadar saplı anahtarlar kullanılır.

Bir başka çarpıcı kaldıraç örneği Gündelik Yaşam en yaygın kapı. Kapıyı menteşelerin yanına iterek açmaya çalışın. Kapı çok zor pes edecek. Ancak kuvvet uygulama noktası kapı menteşelerinden ne kadar uzakta olursa, kapıyı açmanız o kadar kolay olacaktır.

Bitkilerde, kaldıraç elemanları daha az yaygındır, bu da bitki organizmasının düşük hareketliliği ile açıklanır. Tipik bir kaldıraç, bir ağaç gövdesi ve kökleridir. Yerin derinliklerine inen bir çam veya meşe kökü muazzam bir direnç sunar, bu nedenle çamlar ve meşeler neredeyse asla baş aşağı dönmez. Aksine, genellikle yüzeysel bir kök sistemine sahip olan ladinler çok kolay devrilirler.

Birçok hayvan ve bitkinin "delici aletleri" - pençeler, boynuzlar, dişler ve dikenler - bir kama (değiştirilmiş eğimli bir düzlem) şeklindedir; Hızlı hareket eden balığın başının sivri şekli kamaya benzer. Bu kamaların çoğu çok pürüzsüz sert yüzeylere sahiptir, bu da onları bu kadar keskin yapan şeydir.

Teknolojideki kaldıraçlar

Doğal olarak, kaldıraçlar da teknolojide her yerde bulunur.

Basit bir "kaldıraç" mekanizmasının iki çeşidi vardır: blok ve kapı.

Bir kaldıraç yardımıyla küçük bir kuvvet büyük bir kuvveti dengeleyebilir. Örneğin, bir kuyudan bir kova kaldırmayı düşünün. Kol bir kuyu kapısıdır - kendisine bağlı kavisli bir tutamağa sahip bir kütük veya bir tekerlek.

Kapının dönme ekseni kütükten geçer. Daha az kuvvet, kişinin elinin kuvvetidir ve daha büyük kuvvet, kepçeyi ve zincirin asılı kısmını aşağı çekme kuvvetidir.

Çağımızdan önce bile insanlar inşaat işinde kaldıraç kullanmaya başladılar. Örneğin, resimde bir bina inşa ederken kaldıraç kullanımını görüyorsunuz. Kolların, blokların ve preslerin güç kazanmanıza izin verdiğini zaten biliyoruz. Ancak, böyle bir kazanç "boşuna" verilir mi?

Bir kol kullanırken, uzun ucu daha fazla mesafe kat eder. Böylece, güçte bir kazanç elde ettikten sonra, mesafede bir kayıp alırız. Bu, büyük bir yükü küçük bir kuvvetle kaldırarak büyük bir yer değiştirme yapmaya zorlandığımız anlamına gelir.

En belirgin örnek, bir arabadaki vites koludur. Kısa levye, kabinde gördüğünüz kısımdır.

Kolun uzun kolu arabanın altına gizlenmiştir ve kısa olanın yaklaşık iki katı uzunluğundadır. Kolu bir konumdan diğerine kaydırdığınızda, dişli kutusundaki uzun bir kol ilgili mekanizmaları değiştirir.

Örneğin, spor arabalarda, daha hızlı vites değişimleri için kol genellikle kısa ayarlanır ve menzili de kısa yapılır.

Ancak bu durumda sürücünün vites değiştirmek için daha fazla çaba göstermesi gerekir. Aksine, mekanizmaların kendilerinin daha ağır olduğu ağır araçlarda, kol daha uzun yapılır ve hareket aralığı da bir binek otomobilden daha uzundur.

Basit bir "eğik düzlem" mekanizması ve iki çeşidi - kama ve vida

Ağır nesneleri doğrudan kaldırmadan daha yüksek bir seviyeye taşımak için eğimli bir düzlem kullanılır.Bir yükü yüksekliğe kaldırmanız gerekiyorsa, dik bir yokuştan daha hafif bir eğim kullanmak her zaman daha kolaydır. Üstelik eğim ne kadar düşük olursa, bu işi yapmak o kadar kolay olur.

Eğik düzlemdeki bir cisim, bu cismin ağırlığından çok daha az, eğik düzlemin uzunluğunun yüksekliğinden kaç kat daha büyük olduğu bir kuvvet tarafından tutuluyor.

Bir kütüğe sürülen bir kama yukarıdan aşağıya doğru hareket eder. Aynı zamanda ortaya çıkan yarıları sola ve sağa doğru iter. Yani, kama kuvvetin yönünü değiştirir.

Böylece kaldıraç mekanizmasının hem doğada hem de günlük hayatımızda çok yaygın olduğuna ve çeşitli mekanizmalarda olduğuna ikna olabiliriz.

Ek olarak, kütüğün yarısını ittiği kuvvet, çekicin kamaya uyguladığı kuvvetten çok daha büyüktür. Sonuç olarak, kama uygulanan kuvvetin sayısal değerini de değiştirir.

Ağaç işleri ve bahçe aletleri bir kamayı temsil ediyordu - bir pulluk, keser, sıyırıcılar, bir kürek, bir çapa. Arazi bir pulluk, bir tırmıkla ekildi. Tırmıklar, tırpanlar, oraklarla hasat edilir.

Vida, bir tür eğik düzlemdir. Bununla beraber, güçte önemli bir kazanç elde edebilirsiniz.

Cıvata üzerindeki somunu çevirerek, eğimli bir düzlem boyunca yükseltir ve güç kazanırız.

Tirbuşon kolunu saat yönünde çevirerek tirbuşon vidasının aşağı doğru hareket etmesini sağlıyoruz. Hareket dönüştürülür: döner hareket tirbuşon ileri hareketine yol açar.

Zaten eski zamanlarda, insanlar ağırlık kaldırmak için basit mekanizmalar kullanmaya başladılar: bir kaldıraç, bir kapı ve eğimli bir düzlem. Daha sonra bunlara bir blok ve bir vida eklendi. Bu basit cihazlar, bir kişinin kas çabalarını çoğaltmayı ve diğer koşullar altında tamamen dayanılmaz olan bu tür ağırlıklarla başa çıkmayı mümkün kıldı. Basit mekanizmaların çalışma prensibi iyi bilinmektedir. Örneğin, bir yükü belirli bir yüksekliğe çekmeniz gerekiyorsa, dik bir yokuştan daha hafif bir eğim kullanmak her zaman daha kolaydır. Üstelik eğim ne kadar düşük olursa, bu işi yapmak o kadar kolay olur. Bu ilişkinin açık bir matematiksel ifadesi vardır. Eğik düzlemin açısı d ise, yükü dikey olarak kaldırmaktan 1/sin d kat daha kolay sürüklemek olacaktır. Açı 45 derece ise eforumuz 1,5 kat, 30 derece - 2 kat daha az ise 5 derece açı ile 11 kat, 1 derece açı ile 57 kat daha az efor harcarız! Doğru, güçte kazanılan her şey mesafede kaybolur, çünkü çabamız kaç kat azalır, yükün sürüklenmesi gereken mesafe aynı sayıda artar. Bununla birlikte, zamanın ve mesafenin büyük bir rol oynamadığı, ancak hedefin kendisinin önemli olduğu durumlarda - yükü en az çabayla kaldırmak için, eğimli düzlem vazgeçilmez bir yardımcı olarak ortaya çıkıyor. Başka bir basit mekanizma - bir kaldıraç - uzak atalarımız sürekli olarak ağır taşları ve kütükleri kaldırmak ve taşımak için kullanılırdı. Kol, en basit ve en uygun fiyatlı yollarla birden fazla güç kazanımı elde etmenizi sağlar. Bir kütük kütüğüne (destek) uzun ve güçlü bir sırık koyup ikinci ucunu bir taşın altına sokan bir kişi direği çevirdi. en basit kaldıraç. Bu durumda biri taşın ağırlığından, diğeri ise bir kişinin elinden olmak üzere iki tork taşa etki etmeye başladı. Taşın hareket edebilmesi için kişinin kas gücünden gelen “itme” anının taşın ağırlığından “basma” anından büyük olması gerekir. Moment, bildiğiniz gibi, uygulanan kuvvetin ürününe ve kaldıraç kolunun uzunluğuna eşittir (bu durumda, kol, direğin ucundan (kuvvet uygulama noktası) kütüğe olan mesafedir ( dayanak noktası)). Bir kişinin bastığı omuz, bir taşın altından kaydırılandan 15-20 kat daha uzunsa, bir kişinin gücünün de sırasıyla 15-20 kat arttığını hesaplamak kolaydır. Yani bir insan, gerçekten zorlamadan bir ton ağırlığındaki bir taşı yerinden oynatabilir! Sabit blok - antik çağda yaygınlaşan üçüncü mekanizma - ekseni bir duvar veya tavan kirişine sağlam bir şekilde tutturulmuş oluklu bir tekerlek. Tekerleğin üzerine bir ip atarak ve karşı ucunu yüke bağlayarak, blok ataşmanının yüksekliğine yükseltebilirsiniz. Sabit bir blok, güç artışı sağlamaz, ancak ağırlık kaldırırken genellikle büyük önem taşıyan yönünü değiştirme fırsatı sağlar.

Tüm ilkelliklerine rağmen, basit mekanizmalar eski insanın yeteneklerini büyük ölçüde genişletti. Buna ikna olmak için eski Mısırlıların devasa yapılarını hatırlamak yeterlidir. Örneğin, Cheops piramidi 146 m yüksekliğe sahipti, inşası için her biri ortalama 2,5 ton ağırlığında olan 23.300.000 taş bloğun gerekli olduğu tahmin ediliyor. Ancak bu sınır değildi - tapınakların inşası sırasında Mısırlılar, ağırlığı onlarca ve yüzlerce ton olan devasa dikilitaşları ve heykelleri taşıdı, yükseltti ve kurdu! Bu eski inşaatçılar devasa blokları ve heykelleri büyük bir yüksekliğe yükseltmek için hangi mekanizmaları kullandılar? Tüm bunların aynı basit cihazlar kullanılarak yapılabileceği ortaya çıktı - bir blok, kollar ve eğik bir düzlem. Devasa heykeller ve taş bloklar, çok sayıda insan tarafından çekilen devasa kızaklara sürüklendi. İşçilerin her birinin omzuna bir ip atıldı. Kızağın altına makaralar yerleştirildi, yük çekildikten sonra kaldırılıp tekrar kızakların altına yerleştirildi. Engelleri aşmak için kızak, kollar yardımıyla kaldırıldı. Kesme kütükleri kullandıkları için. Durdurma görevi gören farklı boyutlarda özel olarak yapılmış takozlar. Çalışmaya müzik eşlik etti. Mısırlıların ana kaldırma cihazı eğik bir uçaktı - bir rampa. Rampanın iskeleti yani kenarları ve rampayı birbirinden kısa mesafede geçen bölmeleri tuğladan; boşluklar sazlık ve dallarla dolduruldu. Piramit büyüdükçe, rampa üzerine inşa edildi. Bu rampalarda, taşlar, manivelalarla kendilerine yardım ederken, kızaklarda zeminde olduğu gibi sürükleniyordu. Rampa açısı çok hafifti - 5 veya 6 derece. Böylece örneğin, yüksekliği 46 metre olan Kefren Piramidi'ne giden eğimli yol yaklaşık yarım kilometre uzunluğundaydı. Buna göre, daha yüksek piramitlerin inşası için daha uzun bir rampa inşa etmek gerekiyordu.

Uzun taş blokları ve heykelleri kaldırırken başka yöntemlere başvurulmuştur. Bunun için bloklar kullanıldı. Ancak 300 ton ağırlığa ulaşan dikilitaşlar ve 1000 ton ağırlığa ulaşan dev kral heykelleri gibi bloklar yardımıyla devasa taşları yükseltmek mümkün değildir. Bu tür heykelleri ve dikilitaşları yerleştirmek için önemli hazırlık çalışmaları yapılması gerekiyordu. Burada yine eğik bir düzlem - bir rampa - bir kaldırma cihazı görevi gördü. Öncelikle kaidenin iki yanına taş duvarlar örülmüştür. Bunlardan birine, kurulu dikilitaşın yüksekliğinden biraz daha az eğimli bir düzlem takıldı. Rampanın dört duvarı da adeta bir tuğla kuyusu oluşturuyordu. Duvarlarından birinde zemin seviyesinde bir geçiş koridoru yapılmıştır. İçerideki tüm boşluk kumla kaplıydı. Daha sonra, eğik düzlem boyunca, tamamlanan dikilitaş, tabanı ileriye doğru sürüklendi. Bundan sonra, duvardaki koridordan kum yapılmaya başlandı ve dikilitaş, kendi ağırlığı altında, yavaş yavaş dikey bir pozisyon alarak kaide üzerine düzgün bir şekilde inmeye başladı. Kurulumdan sonra duvar ve rampa sökülmüştür.

Eğik düzlemin ve kaldıracın yaygın kullanımıyla, eski Mısırlılar basit mekanizmaların altında yatan yasaları hiç düşünmemiş görünüyorlar. En azından onların eylemlerini anlatan tek bir Babil ya da Mısır metni bize ulaşmadı. Bu çalışma sadece bilim adamları tarafından yapılmıştır. Antik Yunan. Bir kaldıracın, eğik bir düzlemin ve bir bloğun hareketinin klasik hesaplamaları, olağanüstü antik mekanik Arşimet Syracuse'a aittir. Arşimet, hareketli bloğun mekanik özelliklerini inceledi ve uygulamaya koydu. Athenaeus'a göre, “Syrakusalı zorba Hieron tarafından inşa edilen devasa gemiyi suya indirmek için birçok yöntem icat edildi, ancak tamirci Arşimet, birkaç kişinin yardımıyla gemiyi tek başına hareket ettirmeyi başardı; Arşimet bir blok düzenledi ve içinden büyük bir gemi başlattı; bloğun cihazını ilk icat eden oydu. Bu kanıttan, Arşimet'in sadece basit mekanizmaların özelliklerini incelemekle kalmayıp, aynı zamanda bir sonraki adımı attığı görülebilir - hareketlerini dönüştüren ve geliştiren daha karmaşık makineler temelinde inşa etmeye başladı. Gemiyi, uygulanan kuvveti çoğaltabileceğiniz bir hareketli ve sabit blok sistemi (modern vinçlere benzer) yardımıyla hareket ettirmeyi başarmış olması mümkündür. Açık iken yerli şehir Arşimet, Romalılar tarafından saldırıya uğradı, bilgisini askeri teçhizat. Çizimlerine göre, Siraküzalılar çok çeşitli askeri araçlar inşa ettiler. Bunların arasında silah atmak vardı; Roma gemilerine devasa taşlar fırlatan döner vinçler; demir pençeler, düşman gemilerini yakalayan ve deviren zincirlere bağlı.

Zaten eski zamanlarda, insanlar ağırlık kaldırmak için basit mekanizmalar kullanmaya başladılar: bir kaldıraç, bir kapı ve eğimli bir düzlem. Daha sonra bunlara bir blok ve bir vida eklendi. Bu basit cihazlar, bir kişinin kas çabalarını çoğaltmayı ve diğer koşullar altında tamamen dayanılmaz olan bu tür ağırlıklarla başa çıkmayı mümkün kıldı.

Basit mekanizmaların çalışma prensibi iyi bilinmektedir. Örneğin, bir yükü belirli bir yüksekliğe çekmeniz gerekiyorsa, dik bir yokuştan daha hafif bir eğim kullanmak her zaman daha kolaydır. Üstelik eğim ne kadar düşük olursa, bu işi yapmak o kadar kolay olur. Bu ilişkinin açık bir matematiksel ifadesi vardır. Eğik düzlemin açısı d ise, yükü dikey olarak kaldırmaktan 1/sin d kat daha kolay sürüklemek olacaktır. Açı 45 derece ise eforumuz 1,5 kat, 30 derece - 2 kat daha az ise 5 derece açı ile 11 kat, 1 derece açı ile 57 kat daha az efor harcarız!

Doğru, güçte kazanılan her şey mesafede kaybolur, çünkü çabamız kaç kat azalır, yükün sürüklenmesi gereken mesafe aynı sayıda artar. Bununla birlikte, zamanın ve mesafenin büyük bir rol oynamadığı, ancak hedefin kendisinin önemli olduğu durumlarda - yükü en az çabayla kaldırmak için, eğimli düzlem vazgeçilmez bir yardımcı olarak ortaya çıkıyor.

Eğik düzlem

Başka bir basit mekanizma - bir kaldıraç - uzak atalarımız sürekli olarak ağır taşları ve kütükleri kaldırmak ve taşımak için kullanılırdı. Kol, en basit ve en uygun fiyatlı yollarla birden fazla güç kazanımı elde etmenizi sağlar. Bir kütük (destek) üzerine uzun ve güçlü bir direk koyup diğer ucunu bir taşın altına sokan kişi, direği basit bir kaldıraç haline getirdi. Bu durumda biri taşın ağırlığından, diğeri ise bir kişinin elinden olmak üzere iki tork taşa etki etmeye başladı. Taşın hareket edebilmesi için kişinin kas gücünden gelen "itme" anının taşın ağırlığından "basma" anından büyük olması gerekir. Bildiğiniz gibi, moment, uygulanan kuvvetin ürününe ve kaldıracın kolunun uzunluğuna eşittir - bu durumda, kol, direğin ucundan (kuvvet uygulama noktası) olan mesafedir. günlük (dayanak noktası).

Manivela

Bir kişinin bastığı omuz, bir taşın altından kaydırılandan 15-20 kat daha uzunsa, bir kişinin gücünün de sırasıyla 15-20 kat arttığını hesaplamak kolaydır. Yani bir insan, gerçekten zorlamadan bir ton ağırlığındaki bir taşı yerinden oynatabilir!

Sabit blok - antik çağda yaygınlaşan üçüncü mekanizma - ekseni bir duvar veya tavan kirişine sağlam bir şekilde tutturulmuş oluklu bir tekerlek. Tekerleğin üzerine bir ip atarak ve karşı ucunu yüke bağlayarak, blok ataşmanının yüksekliğine yükseltebilirsiniz. Sabit bir blok, güç artışı sağlamaz, ancak ağırlık kaldırırken genellikle büyük önem taşıyan yönünü değiştirme fırsatı sağlar.

Sabit blok

Tüm ilkelliklerine rağmen, basit mekanizmalar eski insanın yeteneklerini büyük ölçüde genişletti. Buna ikna olmak için eski Mısırlıların devasa yapılarını hatırlamak yeterlidir. Örneğin, Cheops piramidi 146 m yüksekliğe sahipti, inşası için her biri ortalama 2,5 ton ağırlığında olan 23.300.000 taş bloğun gerekli olduğu tahmin ediliyor. Ancak bu sınır değildi - tapınakların inşası sırasında Mısırlılar, ağırlığı onlarca ve yüzlerce ton olan devasa dikilitaşları ve heykelleri taşıdı, yükseltti ve kurdu!

Bu eski inşaatçılar devasa blokları ve heykelleri büyük bir yüksekliğe yükseltmek için hangi mekanizmaları kullandılar? Tüm bunların aynı basit cihazlar kullanılarak yapılabileceği ortaya çıktı - bir blok, kollar ve eğik bir düzlem. Devasa heykeller ve taş bloklar, çok sayıda insan tarafından çekilen devasa kızaklara sürüklendi. İşçilerin her birinin omzuna bir ip atıldı. Kızağın altına makaralar yerleştirildi, yük çekildikten sonra kaldırılıp tekrar kızakların altına yerleştirildi.

Eski Mısırlıların ahşap blok

Engelleri aşmak için kızak, kollar yardımıyla kaldırıldı. Kesme kütükleri kullandıkları için. Durdurma görevi gören farklı boyutlarda özel olarak yapılmış takozlar. Çalışmaya müzik eşlik etti. Mısırlıların ana kaldırma cihazı eğik bir uçaktı - bir rampa. Rampanın iskeleti yani kenarları ve rampayı birbirinden kısa mesafede geçen bölmeleri tuğladan; boşluklar sazlık ve dallarla dolduruldu.

Piramit büyüdükçe, rampa üzerine inşa edildi. Bu rampalarda, taşlar, manivelalarla kendilerine yardım ederken, kızaklarda zeminde olduğu gibi sürükleniyordu. Rampa açısı çok hafifti - 5 veya 6 derece. Böylece örneğin, yüksekliği 46 metre olan Kefren Piramidi'ne giden eğimli yol yaklaşık yarım kilometre uzunluğundaydı. Buna göre, daha yüksek piramitlerin inşası için daha uzun bir rampa inşa etmek gerekiyordu.

Uzun taş blokları ve heykelleri kaldırırken başka yöntemlere başvurulmuştur. Bunun için bloklar kullanıldı. Ancak 300 ton ağırlığa ulaşan dikilitaşlar ve 1000 ton ağırlığa ulaşan dev kral heykelleri gibi bloklar yardımıyla devasa taşları yükseltmek mümkün değildir.

Bu tür heykelleri ve dikilitaşları yerleştirmek için önemli hazırlık çalışmaları yapılması gerekiyordu. Burada yine eğik bir düzlem - bir rampa - bir kaldırma cihazı görevi gördü. Öncelikle kaidenin iki yanına taş duvarlar örülmüştür. Bunlardan birine, kurulu dikilitaşın yüksekliğinden biraz daha az eğimli bir düzlem takıldı. Rampanın dört duvarı da adeta bir tuğla kuyusu oluşturuyordu. Duvarlarından birinde zemin seviyesinde bir geçiş koridoru yapılmıştır. İçerideki tüm boşluk kumla kaplıydı. Daha sonra, eğik düzlem boyunca, tamamlanan dikilitaş, tabanı ileriye doğru sürüklendi. Bundan sonra, duvardaki koridordan kum yapılmaya başlandı ve dikilitaş, kendi ağırlığı altında, yavaş yavaş dikey bir pozisyon alarak kaide üzerine düzgün bir şekilde inmeye başladı. Kurulumdan sonra duvar ve rampa sökülmüştür.

Eğik düzlemin ve kaldıracın yaygın kullanımıyla, eski Mısırlılar basit mekanizmaların altında yatan yasaları hiç düşünmemiş görünüyorlar. En azından onların eylemlerini anlatan tek bir Babil ya da Mısır metni bize ulaşmadı. Bu çalışma sadece antik Yunan bilim adamları tarafından gerçekleştirildi. Bir kaldıracın, eğik bir düzlemin ve bir bloğun hareketinin klasik hesaplamaları, olağanüstü antik mekanik Arşimet Syracuse'a aittir. Arşimet, hareketli bloğun mekanik özelliklerini inceledi ve uygulamaya koydu. Athenaeus'a göre, "Syrakusalı tiranı Hieron tarafından inşa edilen devasa gemiyi fırlatmak için birçok yol buldular, ancak tamirci Arşimet tek başına gemiyi birkaç kişinin yardımıyla hareket ettirmeyi başardı; Arşimet bir blok ayarladı ve onun içinden fırlattı. büyük bir gemi; bir blok cihazı bulan ilk kişiydi ".

Bu kanıttan, Arşimet'in sadece basit mekanizmaların özelliklerini incelemekle kalmayıp, aynı zamanda bir sonraki adımı attığı görülebilir - hareketlerini dönüştüren ve geliştiren daha karmaşık makineler temelinde inşa etmeye başladı. Gemiyi, uygulanan kuvveti çoğaltabileceğiniz bir hareketli ve sabit blok sistemi (modern vinçlere benzer) yardımıyla hareket ettirmeyi başarmış olması mümkündür.

Romalılar Arşimet'in memleketine saldırdığında, bilgisini askeri teknolojiye uyguladı. Çizimlerine göre, Siraküzalılar çok çeşitli askeri araçlar inşa ettiler. Bunların arasında silah atmak vardı; Roma gemilerine devasa taşlar fırlatan döner vinçler; demir pençeler, düşman gemilerini yakalayan ve deviren zincirlere bağlı.