Устройство механического преимущества

редактировать
Луч сбалансирован вокруг точки опоры

Простая машина, которая демонстрирует механическое преимущество называется механическое устройство преимущества - например:

  • Рычаг : Показанная балка находится в статическом равновесии вокруг точки опоры. Это происходит из-за того, что момент, создаваемый векторной силой «A» против часовой стрелки (момент A * a), находится в равновесии с моментом, созданным векторной силой «B» по часовой стрелке (момент B * b). Относительно низкая векторная сила «B» преобразуется в относительно высокую векторную силу «A». Таким образом, сила увеличивается в соотношении сил A: B, которое равно отношению расстояний до точки опоры b: a. Это соотношение называется механическим преимуществом. Эта идеализированная ситуация не учитывает трение.
  • Колесо и движение оси (например, отвертки, дверные ручки ): колесо по сути представляет собой рычаг, одно плечо которого находится на расстоянии между осью и внешней точкой колеса, а другое - радиусом оси. Обычно это довольно большая разница, приводящая к пропорционально большому механическому преимуществу. Это позволяет даже простым колесам с деревянными осями, вращающимися в деревянных блоках, по-прежнему свободно вращаться, потому что их трение подавляется вращательной силой колеса, умноженной на механическое преимущество.
  • Блок и решение множества шкивов создает механическое преимущество, имея гибкий материал петельного через несколько шкивов, в своей очереди. Добавление большего количества петель и шкивов увеличивает механическое преимущество.
  • Винт : винт представляет собой наклонную плоскость, обернутую вокруг цилиндра. Перемещение по этой наклонной плоскости является механическим преимуществом винта.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 шкив
  • 2 винта
  • 3 См. Также
  • 4 ссылки
    • 4.1 Примечания
    • 4.2 Библиография
  • 5 Внешние ссылки

Шкивы

Примеры систем канатов и шкивов, иллюстрирующие механические преимущества.

Рассмотрите возможность подъема груза с помощью веревки и шкивов. Канат, пропущенный через шкив, прикрепленный к фиксированному месту, например стропила крыши сарая, и прикрепленный к весу, называется одиночным шкивом. Он имеет механическое преимущество (MA) = 1 (при условии, что подшипники качения в шкиве) не перемещает механического преимущества (или недостатка), каким бы выгодным ни было изменение направления.

Одного подвижный шкив имеет М 2 (при условии, подшипников качения в шкиве). Рассмотрим шкив, прикрепленный к поднимаемому весу. Вокруг него проходит веревка, один конец которой прикреплен к фиксированной точке наверху, например к стропилам на крыше сарая, а к другому концу прилагается тянущее усилие, причем два отрезка параллельны. В этой ситуации расстояние, которое атлет должен тянуть за веревку, становится в два раза больше расстояния, которое проходит вес, что позволяет уменьшить прикладываемое усилие вдвое. Примечание: если дополнительный шкив используется для изменения направления каната, например, человек, выполняющий работу, хочет стоять на земле, а не на стропиле, механическое преимущество не увеличивается.

Обматывая больше веревок вокруг большего количества шкивов, мы можем построить блок и захват, чтобы продолжать увеличивать механическое преимущество. Например, если у нас есть два шкива, прикрепленных к стропилу, два шкива, прикрепленные к весу, один конец, прикрепленный к стропилам, и кто-то, стоящий на стропиле, тянет веревку, у нас есть механическое преимущество в четыре. Снова обратите внимание: если мы добавим еще один шкив, чтобы кто-то мог стоять на земле и тянуть вниз, у нас все равно будет механическое преимущество в четыре.

Вот примеры, когда неподвижная точка не очевидна:

  • Ремешок на липучке на обуви проходит через прорезь и сам складывается. Прорезь подвижного шкива и МА = 2.
  • Две веревки опускали пандус, прикрепленный к приподнятой платформе. Бочку наматывают на веревки, веревки пропускают через бочку и передают двум рабочим наверху пандуса. Рабочие стягивают веревки, чтобы бочка поднялась наверх. Ствол представляет собой подвижный шкив и MA = 2. Если существует достаточное трение в месте зажатия каната между стволом и рампой, точка защемления становится точкой крепления. Это считается фиксированной точкой крепления, потому что веревка над стволом не перемещается относительно аппарели. В качестве альтернативы концы веревки можно прикрепить к платформе.

Винты

Теоретическое механическое преимущество винта можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

M А знак равно π d м л {\ displaystyle MA = {\ frac {\ pi d_ {m}} {l}}}

куда

d m = средний диаметр винтовой резьбы
l = шаг винтовой резьбы

Обратите внимание, что реальное механическое преимущество винтовой системы больше, так как отвертка или другая винтовая система также имеет механическое преимущество.

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

Библиография

внешняя ссылка

Последняя правка сделана 2024-01-02 04:16:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте