Mesin Sejarah Mudah, Ciri, Jenis, Contoh

The Mesin mudah Mereka adalah peranti mekanikal yang mengubah magnitud atau arah daya. Mereka secara amnya boleh ditakrifkan sebagai peranti paling singkat yang menggunakan kelebihan mekanikal, juga dipanggil leverage, untuk meningkatkan daya.

Sepanjang sejarah, manusia telah membangunkan beberapa peranti untuk memudahkan kerja. Yang paling penting dikenali sebagai enam jenis mesin mudah: tuil, roda dan paksi, takal, satah cenderung, baji dan skru.

Sumber: John Mills [Domain Awam]

Apabila mesin perkataan didengar, anda berfikir tentang sesuatu seperti penggali atau lokomotif wap. Walau bagaimanapun, dalam sains mesin adalah sesuatu yang menjadikan kekuatan lebih besar.

Mesin boleh meningkatkan jumlah daya yang dihasilkan, dengan kos pengurangan berkadar dalam jarak yang beban berjalan. Hubungan antara daya yang dihasilkan dan daya yang digunakan dipanggil kelebihan mekanikal.

Mesin mudah menggunakan satu daya terpakai yang berfungsi dengan daya beban tunggal. Mengabaikan kerugian geseran, kerja yang dilakukan dalam beban adalah sama dengan kerja yang dilakukan oleh daya yang digunakan.

[TOC]

Blok asas

Mesin mudah di mana -mana, hari -hari yang digunakan untuk melaksanakan tugas mudah. Mereka juga telah digunakan sejak hari pertama kewujudan manusia.

Mesin mudah boleh dianggap sebagai blok asas yang mana semua mesin yang paling kompleks disusun, dipanggil mesin komposit.

Dalam mekanisme basikal, contohnya, kendi, tuas dan roda digunakan. Kelebihan mekanikal mesin kompaun tidak lebih daripada hasil kelebihan mekanikal mesin mudah yang mengarangnya.

Walau bagaimanapun, walaupun mereka terus dianggap sangat penting dalam mekanik dan sains yang diterapkan, mekanik moden telah menyeberangi visi mesin mudah seperti blok asas yang mana semua mesin disusun.

Sejarah

Idea awal

Sekitar abad ketiga hingga. C. Idea mesin mudah berasal, dengan ahli falsafah Yunani Archimedes, yang mengkaji mesin mudah berikut: tuil, takal dan skru.

Ditemui pada tuil prinsip kelebihan mekanikal. Komennya yang terkenal berhubung dengan tuil: "Beri saya tempat untuk menyokong saya dan menggerakkan bumi" menyatakan pemahamannya bahawa tidak ada had untuk jumlah kenaikan yang berkuatkuasa yang dapat dicapai dengan menggunakan kelebihan mekanikal.

Para ahli falsafah Yunani belakang menentukan lima mesin klasik mudah dan dapat mengira kelebihan mekanikal yang mereka ada.

Contohnya, dalam kerja anda Mekanik, Herón de Alejandría (10-75 d. C.) Senaraikan lima peranti yang boleh menetapkan beban: pulley, roda dan paksi, tuil, skru dan baji, memperincikan penjelasan dan penggunaannya.

Walau bagaimanapun, pengetahuan tentang orang Yunani adalah terhad kepada statik mesin mudah (keseimbangan kuasa), tidak termasuk dinamik, konsep kerja atau pampasan antara daya dan jarak.

Tempoh Renaissance

Dinamika kekuatan mekanikal, seperti mesin mudah dipanggil, mula belajar semasa kelahiran semula, dari perspektif ke mana beban dapat diangkat, sebagai tambahan kepada kekuatan yang dapat diterapkan, yang akhirnya membawa kepada konsep baru kerja mekanikal.

Kelebihan mekanikal pesawat cenderung disimpulkan oleh jurutera Flemish Simon Stevin pada tahun 1586. Ini disertakan dengan mesin mudah lain.

Boleh melayani anda: cabang teknologi

Saintis Itali Galileo Galilei dijelaskan pada tahun 1600 teori dinamik lengkap mesin mudah, dalam karyanya Mekanik, di mana persamaan matematik yang mendasari diturunkan sebagai penguat daya mesin ini. Dia adalah yang pertama menjelaskan bahawa mesin mudah tidak menghasilkan tenaga, mereka hanya mengubahnya.

Leonardo da Vinci menemui peraturan klasik geseran gelongsor pada mesin, tetapi mereka tidak diterbitkan atau didokumenkan dalam kad mereka. Pada tahun 1699 Guillaume Amonton telah menemui semula peraturan ini dan pada tahun 1785 mereka dibangunkan oleh Charles-Augustin de Coulomb.

Ciri -ciri

Mesin mudah adalah peranti dengan mana -mana atau sangat sedikit bahagian yang bergerak, yang menjadikan kerja lebih mudah. Fungsi utama mesin mudah adalah penguatan daya atau pengubahsuaian pergerakan.

Pergerakan dan kekuatan

Pergerakan dan kekuatan dalam mesin mudah tidak dapat dipisahkan. Mereka sentiasa berada dalam hubungan terbalik.

Daya yang dihasilkan oleh tuil lebih besar daripada daya yang digunakan, tetapi pergerakan yang dihasilkan adalah lebih rendah daripada pergerakan yang berlaku. Iaitu, keuntungan yang berkuatkuasa disertai dengan kerugian yang bergerak.

Kerja

Dalam mekanik, kerja adalah sesuatu yang memaksa ketika mereka bergerak ke arah yang mereka bertindak. Iaitu, apabila daya digunakan untuk melakukan perjalanan jauh, pekerjaan berlaku. Ini dinyatakan secara matematik sebagai: kerja = kekuatan × jarak.

Sebagai contoh, untuk meningkatkan objek, kerja yang mengatasi kekuatan graviti mesti dilakukan dan dengan itu dapat menggerakkan objek itu.

Untuk mengangkat objek dua kali berat, dua kali lebih banyak kerja diperlukan untuk memuat naik jarak yang sama. Kerja berganda juga diperlukan untuk mengangkat objek yang sama dua kali.

Konsep kerja ini adalah penting untuk menentukan fungsi mekanikal dalam mesin mudah dari segi kekuatan dan pergerakan, menonjolkan kekerasan dan pergerakan yang tidak dapat dipertahankan.

Kelebihan mekanikal

Ini adalah hubungan antara kekuatan yang melakukan pekerjaan berkenaan dengan kekuatan yang diterapkan. Oleh itu, ia adalah keberkesanan penguatan daya mesin mudah.

Kelebihan mekanikal mesin mudah bermakna anda boleh menggunakan kekuatan yang kurang untuk menggerakkan objek, tetapi anda perlu bergerak jarak yang lebih jauh.

Banyak kali merasakan tugas sukar kerana perlu menggunakan banyak kekuatan. Menggunakan pampasan antara jarak dan kekuatan, dapat dilakukan bahawa tugas itu lebih mudah untuk diselesaikan.

Contohnya adalah untuk mendorong objek berat dengan jalan. Lebih mudah untuk menolak objek dengan jalan daripada mengangkatnya ke ketinggian yang betul, tetapi anda mesti membawa jarak yang lebih jauh.

Apa mesin mudah untuk?

Mesin mudah memudahkan kerja dengan melaksanakan satu atau lebih fungsi berikut:

- Pindahkan kekuatan dari satu tempat ke tempat lain.

- Ubah arah daya.

- Meningkatkan magnitud daya.

- Meningkatkan jarak dari daya.

Walaupun mesin mudah mengambil pelbagai bentuk, mereka datang dalam enam jenis asas:

- Baji: peranti untuk memisahkan barang.

- Roda dan paksi: digunakan untuk mengurangkan geseran dan sebagai pengganda daya.

Boleh melayani anda: Semikonduktor

- Tuas: Ia bergerak di sekitar titik sokongan untuk meningkatkan atau mengurangkan kelebihan mekanikal.

- Pesawat cenderung: mengangkat objek semasa memuat naik cerun.

- Skru: Peranti yang dapat mengangkat atau menyelenggara unsur bersama.

- Pulley: Tukar arah daya.

Meningkatkan daya yang digunakan

Mesin mudah membantu manusia meningkatkan daya yang digunakan pada objek. Mereka memberikan kelebihan mekanikal untuk membantu menggerakkan objek.

Seperti yang ditunjukkan oleh formula kerja, manfaat utama mesin mudah adalah untuk membolehkan jumlah kerja yang sama dengan menggunakan kekuatan yang lebih rendah dalam jarak yang lebih jauh.

Contohnya, anda ingin mengangkat objek yang beratnya 10 kilogram 2 meter dari tanah. Ia boleh dilaksanakan pada objek 10 kg daya dalam arah menaik, untuk jarak 2 meter, dengan itu melaksanakan 20 Newton kerja.

Sekiranya tuil 3 -meter digunakan, meletakkan objek pada satu hujung dan meletakkan di bawah bar yang menetapkan kekuatan hanya 5 kilogram.

Walau bagaimanapun, akhir tuil untuk mengangkat objek hanya 2 meter.

Ada pampasan. Menurunkan tuil berganda jarak sebelumnya, tetapi daya yang diperlukan dikurangkan kepada separuh, melakukan jumlah kerja yang sama.

Lelaki

Tuil

Ia adalah jenis bar tegar yang mempunyai titik sokongannya sebagai fulcro tetap. Ia terdiri daripada beban, yang merupakan objek untuk bergerak atau mengangkat, titik sokongan, yang merupakan pivot, dan usaha, yang merupakan kekuatan yang diperlukan untuk bergerak atau mengangkat beban.

Semasa memohon daya di satu hujung tuil, daya utama dibuat di hujung yang lain. Daya yang digunakan akan meningkat atau berkurangan bergantung pada jarak sokongan dan usaha beban.

Roda dan paksi

Ia terdiri daripada roda yang dilampirkan pada paksi yang lebih kecil sehingga kedua -dua bahagian ini berpaling bersama, di mana satu daya dipindahkan dari satu ke satu sama lain. Engsel menyokong paksi, yang membolehkan putaran.

Memudahkan tugas bergerak objek yang melawat jarak. Roda, yang merupakan hujung bulat, berputar dengan paksi silinder, menyebabkan pergerakan.

Juga boleh menguatkan daya. Daya kecil yang digunakan pada lilitan roda besar boleh menggerakkan beban yang lebih besar yang dilekatkan pada paksi.

Pulley

Direka untuk menyokong pergerakan dan perubahan arah tali tegang. Tali dilancarkan di sekitar roda. Apabila roda berputar, tali bergerak ke mana -mana arah.

Sekiranya cangkuk disambungkan ke tali, putaran roda boleh digunakan untuk menaikkan dan menurunkan objek, memudahkan kerja.

Satah cenderung

Ia adalah permukaan rata, dengan akhir lebih tinggi daripada yang lain, digunakan sebagai sokongan untuk menaikkan atau menurunkan beban. Mereka digunakan secara meluas untuk menggerakkan beban berat pada halangan menegak.

Gerakkan objek ke atas kapal terbang yang cenderung memerlukan kekuatan yang kurang daripada mengangkatnya secara langsung, dengan kos peningkatan jarak perjalanan.

Kelebihan mekanikal satah cenderung sama dengan hubungan antara panjang permukaan cenderung dan ketinggian yang ditutup.

Boleh melayani anda: elemen perkataan

Buaian

Ia adalah alat segi tiga. Ia boleh digunakan untuk memisahkan dua objek, mengeluarkan kepingan dari objek, mengangkat atau mengekalkan objek di tempatnya.

Berfungsi dengan menjadikan daya yang digunakan pada ujung Romo dalam kekuatan tegak lurus ke permukaannya yang cenderung.

Kelebihan mekanikal diberikan oleh hubungan antara panjang cerun dan lebar.

Skru

Ia adalah mekanisme yang menukarkan pergerakan putaran ke dalam gerakan linear dan daya putaran (tork) menjadi daya linear. Skru benar -benar satu lagi jenis pesawat yang cenderung.

Bentuknya yang paling biasa terdiri daripada paksi silinder dengan alur helical yang disebut benang di sepanjang luar.

Skru melewati lubang di objek lain atau medium dengan benang di dalam, yang menyejukkan dengan benang skru.

Contoh

Tuas

Beberapa contoh tuas adalah pintu pintu, cakar tukul untuk mengeluarkan kuku, tuas besi, suis lampu, membuka booties dan engsel.

Sumber: Pixabay.com

Roda dan paksi

Mereka bertemu di mana perkara berubah dalam bulatan, seperti kipas elektrik, enjin, pintu berputar, karusel dan roda, sama ada di dalam kereta, di papan luncur atau di atas basikal.

Sumber: Pixabay.com

Kendi

Mereka digunakan dalam langsir dan tirai untuk memindahkan mereka ke atas dan ke bawah, atau bolak -balik.

Mereka boleh memuat naik sesuatu dari tanah, seperti bendera dalam catatan. Tali dibuang, tetapi bendera meningkat.

Mereka juga digunakan dalam industri untuk menaikkan dan menurunkan beban berat, di dalam kapal untuk menaikkan dan menurunkan lilin, atau dalam kren yang akan digunakan dalam peralatan pembinaan yang bergerak bergerak dalam gerakan.

Lif juga menggunakan kendi untuk menggerakkan kereta ke bawah dan naik dari lantai ke lantai.

Sumber: Pixabay.com

Rancangan cenderung

Mereka digunakan di taman skuter, tanjakan kerusi roda dan untuk peralatan berat antara dan di luar belakang trak.

Versi yang diubahsuai dari jalan ditemui di tangga, tangga mekanikal, laluan berjalan, dan bahkan di slaid yang digunakan untuk meninggalkan surat di peti mel, ke kereta api yang naik ke lereng.

Sumber: Pexels.com

Buaian

Beberapa contoh baji yang digunakan untuk memisahkan boleh menjadi sekop, pisau, kapak, zapapico, gergaji, gunting atau picahielos.

Wedges juga boleh menyimpan perkara -perkara bersama, seperti dalam kes ruji, pin, kancing, kuku atau berhenti pintu.

Sumber: Pixabay.com

Skru

Beberapa contoh berada dalam gerudi, tudung kendi, mentol, bolt, botol botol, paip dan pena.

Satu lagi penggunaan skru ada dalam peranti yang dipanggil pam skru. Ia adalah mesin hidraulik berbentuk skru besar yang dimasukkan ke dalam air. Semasa beralih, terima kasih kepada bentuk skru, air sedang memanjat paksi berpintal, naik ke tempat yang diperlukan. Lazimnya, bom skru digunakan untuk pengairan dan persekitaran pertanian seperti ladang.

Sumber: Pixabay.com

Rujukan

1. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Mesin mudah. Diambil dari: dalam.Wikipedia.org.
2. Idaho Public Television (2019). Mesin Mudah: Fakta. Diambil dari: Idahopvv.org.
3. Jim Lucas (2018). 6 Mesin Mudah: Membuat kerja lebih mudah. Sains hidup. Diambil dari: Livescience.com.
4. Teach Engineering (2019). Kejuruteraan: Mesin Mudah. Diambil dari: pengajar.org.
5. Untuk guru untuk pelajar (2019). Apa itu mesin mudah? Diambil dari: forteachersfortudents.com.Au.
6. Kerajaan Negeri Victoria (2019). Mesin mudah. Diambil dari: Pendidikan.Vic.Gov.Au.
7. VEX IQ (2019). Enam jenis mesin mudah. Diambil dari: vexrobotics.com.