MASZYNY PROSTE

MASZYNY PROSTE

Dzięki maszynom prostym możemy wykonać taką samą pracę co bez nich, jednak na ciało możemy działać z mniejszą siłą.

Maszyny proste objaśnia jeden wzór:

Niektórzy nazywają to złotą zasadą mechaniki: można n-krotnie zmniejszać siłę, ale trzeba w tym celu n-krotnie wydłużyć drogę. Innymi słowy: trzeba n-krotnie zwiększyć przesunięcie lub ramię działania siły (czyli r).

Dźwignia może być jednostronna albo dwustronna. Stosując dźwignię możemy wzmocnić siłę tyle razy, ile razy zwiększymy ramię działania siły.

Dźwignia jednostronna

Dźwignia dwustronna

Blok nieruchomy to dźwignia dwustronna o równych ramionach. Nie zmniejsza ona potrzebnej siły a pozwala zmienić kierunek jej działania.

Blok ruchomy to także rodzaj dźwigni jednostronnej. Pozwala on dwukrotnie zmniejszyć działanie siły:

Jednak po to aby ciało podnieść o h, potrzeba linę pociągnąć o 2h. W praktyce obydwa rodzaje bloków są połączone aby odpowiednio zmienić kierunek działania siły.

Kołowrót to rodzaj dźwigni dwustronnej ( takiej w której dłuższym ramieniem zataczamy kręgi ). Wzór jest taki sam jak w dźwigni:

Równia pochyła pozwala łatwiej przemieścić ciało na daną wysokość. Wystarczy siła (F2) mniejsza niż ciężar ciała (F1), ale trzeba wydłużyć drogę. Ciało wciąga się bowiem nie pionowo ale ukośnie po dłuższej drodze.

Rozkład sił na równi pochyłej:

Fs - siła reakcji podłoża,
F2 - siła nacisku przedmiotu na podłoże,
Q - siła ciężkości Q=mg,
T - siła tarcia przedmiotu o podłoże ( w trakcie spoczynku przedmiotu na równi pochyłej będzie to tarcie spoczynkowe, natomiast w trakcie ruchu będzie to tarcie kinetyczne ),
F1 - siła ściągająca przedmiot wzdłuż powierzchni równi pochyłej ( jeżeli jej wartość przekroczy wartość siły tarcia będzie to powodować ruch przedmiotu po powierzchni równi ).

Siła jaką należy zastosować aby wciągnąć przedmiot po równi pochyłej jest zależna od kąta "α" nachylenia równi, siły tarcia i wartości przedstawionych we wzorze.

Klin to rodzaj równi pochyłej połączonej podstawami.

Śruba to równia pochyła nawinięta na walec.

Z powyższego wzoru wynika, że siła działająca na tłok roboczy jest tyle razy większa od siły działającej na tłok pompy ile razy powierzchnia tłoka roboczego jest większa od powierzchni tłoka pompy. W prasie hydraulicznej jest spełniona zasada zachowania energii. Praca wykonana przez tłok pompy (ten o mniejszej powierzchni) jest równa sile F₁ pomnożonej przez przesunięcie, które z kolei jest tyle razy większe od przesunięcia tłoka roboczego, ile razy przekrój tłoka roboczego jest większy od przekroju tłoka pompy. Praca wykonana przez tłok roboczy jest więc taka sama jak praca tłoka pompy.

Zgodnie z prawem Pascala ciśnienie to rozprzestrzenia się po całej objętości cieczy i działa także na tłok roboczy o powierzchni S₂ wywołując siłę F₂

Prosta prasa hydrauliczna zbudowana jest z dwóch połączonych ze sobą cylindrów, które są wypełnione olejem hydraulicznym i zamknięte szczelnymi tłokami. Cylinder roboczy ma zwykle znacznie większą powierzchnię S₂ niż cylinder spełniający funkcję pompy S₁. Jeśli działamy określoną siłą na tłok pompy F₁, to na tłok roboczy działa znacznie większa siła F₂.Tłok pompy o powierzchni S₁, na który działa siła F₁, wywołuje w układzie ciśnienie p:

26.06.2025r Koniec roku szkolnego, pozostało...

01.09.2025r Początek roku szkolnego, pozostało...