منذ العصور القديمة ، كان الرجل يحاول تسهيل عمله. للقيام بذلك ، يستخدم أجهزة مختلفة. ما هي أبسط الآليات؟ ما هي أنواع هذه الأجهزة؟ ما هو الفرق بين الآليات البسيطة والمعقدة؟ حول هذا وأكثر بكثير - لاحقًا في المقالة.
معلومات عامة
آليات بسيطة (من اليونانية. "آلة ، أداة") - أجهزة تعطي قوة. ظهرت بعض هذه الأجهزة في العصور القديمة نفسها. يمكن أن تكون الآليات البسيطة أجهزة مستقلة أو تكون عناصر لوحدات أكثر تعقيدًا. اعتمادًا على نوع البناء ، يتم أيضًا تحديد نطاق هذا الجهاز أو ذاك. استخدام آليات بسيطة يسهل بشكل كبير النشاط البشري. تعطي هذه الأجهزة قوة. على سبيل المثال ، الإسفين الذي يتم دفعه إلى السجل لديه قوة أكبر من الضربة التي يتعرض لها الجهاز نفسه. لذلك ، تنفجر الشجرة بسرعة في اتجاهات مختلفة. في الوقت نفسه ، تسقط الضربة على الإسفين من أعلى إلى أسفل ، وتتحرك أجزاء من السجل بعيدًا عن الجانبين. أي ، في هذه الحالة ، هناك أيضًا تحول في اتجاه الحركة.
آليات بسيطة. أمثلة
هناك عدة أنواع من التركيبات:
طائرة مائلة
أ) يستخدم المسمار في البراغي ، مثل المثقاب في آلات ثقب الصخور ، والمثاقب ؛ يمكن أيضًا أن تكون بمثابة آلية رفع (برغي أرخميدس) ؛
ب) يساهم الإسفين في زيادة الضغط عن طريق تركيز الكتلة في منطقة صغيرة. تستخدم في رصاصة ، مجرفة ، رمح.
الرافعة هي جهاز وصفه أرخميدس. يمكن أن يكون بمثابة مشغل ، التبديل.
أ) تستخدم البوابة لنقل الحزام ورفع المياه من البئر
العجلة (اخترعها السومريون عام 3000 قبل الميلاد) هي جزء لا يتجزأ من نظام التروس المستخدم في النقل.
يساهم المكبس في استخدام طاقة الغازات المسخنة أو البخار. يستخدم هذا الجهاز في المحركات البخارية والأسلحة النارية.
بوابة
هذا الجهاز عبارة عن أسطوانة (أسطوانة) يتصل بها المقبض. كقاعدة عامة ، تم استخدامه كآلية رفع لرفع المياه من البئر. يتم تحديد كسب القوة الذي يتم الحصول عليه عند استخدام البوابة بنسبة نصف قطر الدائرة التي يتحرك على طولها المقبض إلى نصف قطر الأسطوانة (الأسطوانة) التي يتم لف الحبل عليها. الونش ينتمي إلى النوع الحديث من البوابة. هذا التركيب عبارة عن نظام يتضمن أسطوانة وتروسين من أنصاف أقطار مختلفة. يتم تحديد الزيادة في القوة ، والتي تعطي الرافعة بشكل عام ، من خلال العمل المشترك للبوابتين. الأجهزة الحديثة تكسب أربعين مائة مرة.
طائرة مائلة
هذه الآلية البسيطة تُستخدم غالبًا عند رفع الأجسام الثقيلة. يتم تحديد كسب القوة من خلال نسبة طول الجهاز نفسه إلى ارتفاعه ، مع مراعاة انخفاض الاحتكاك. في كثير من الأحيان ، لإنشاء قوة كبيرة (على سبيل المثال ، لتشغيل كاسحة الجليد أو لتقطيع الحطب) ، يتم استخدام نوع من المستوى المائل - إسفين. يعتمد عملها على حقيقة أنه مع وجود قوة كبيرة في اتجاه المؤخرة ، يتم تشكيل قوى كبيرة عمودية على الأسطح الجانبية للجهاز. نوع آخر من الطائرات المائلة هو المسمار. تمامًا مثل الوتد ، هذا الجهاز قادر على تغيير الاتجاه أو القيمة العددية للقوة المطبقة.
آليات بسيطة. رافعة
هذا جسم صلب قادر على الدوران حول دعم (ثابت). تسمى أصغر مسافة تفصل بين نقطة الارتكاز والخط المستقيم الذي تؤثر على طوله القوة على الرافعة كتف القوة. للعثور عليه ، يجب أن تخفض العمود العمودي من نقطة الارتكاز إلى خط عمل القوة. سيكون طول هذا العمودي الكتف. F1 و F2 هما القوتان المؤثرتان على الرافعة. الأذرع التي تعمل على الجهاز هي L1 و L2. تكون الرافعة في حالة توازن عندما تكون القوى المؤثرة عليها متناسبة عكسياً مع الكتفين. يمكن تمثيل هذه القاعدة كصيغة: F1 / F2=L1 / L2. أسس هذا المبدأ أرخميدس. توضح هذه القاعدة أنه يمكن موازنة قوة كبيرة ذات رافعة بقوة أصغر. القوة المؤثرة على كتف واحدة أكبر بعدة مرات من تلك المطبقة على الكتف الآخر لأن كتف واحدة أكبرالثاني
كيف يستخدم الناس الأدوات اليوم؟
الآليات البسيطة في الحياة اليومية شائعة جدًا. لذلك ، سيكون من الصعب جدًا فتح صنبور ماء إذا لم يكن به مقبض صغير ، وهو رافعة فعالة إلى حد ما. يمكن قول الشيء نفسه عن مفتاح الربط ، الذي يستخدم لفك أو شد الصواميل أو البراغي. كلما كان المقبض أطول ، كان الإجراء أسهل. لذلك ، عند العمل مع الصواميل والمسامير الثقيلة أو الكبيرة عند إصلاح الآليات المعقدة ، يتم استخدام الأدوات الآلية والسيارات ومفاتيح الربط بمقابض يصل طولها إلى متر واحد. الباب الأكثر شيوعًا هو أيضًا أحد أنواع الأجهزة المعنية.
إذا حاولت فتح الباب بالقرب من غلقه ، فسيكون ذلك صعبًا للغاية. ومع ذلك ، كلما كان المقبض بعيدًا عن المفصلات ، كان من الأسهل فتح الباب. وخير مثال على ذلك هو القفز بالزانة. طوله حوالي خمسة أمتار. بمساعدة هذه الرافعة والجهد الصحيح ، يتمكن الرياضي من الطيران إلى ارتفاع يصل إلى ستة أمتار. طول الذراع حوالي ثلاثة أمتار. توجد الرافعات أيضًا في أجزاء مختلفة من جسم الإنسان وجسم الحيوان. هذه ، على وجه الخصوص ، الفكين والأطراف. من الأمثلة المنزلية للرافعة قواطع الأسلاك ومقص لقطع المعادن أو الورق. تحتوي الآلات من مختلف الأنواع أيضًا على أجهزة في تصميمها تجعل من الممكن الحصول على زيادة في القوة. على سبيل المثال ، دواسات أو فرملة يد على دراجة ، مقابض لآلات الخياطة ، مفاتيح البيانو.
تطبيق معقد للمباريات
توجد آليات بسيطة في مجموعات متنوعة. تشتمل الأجهزة المدمجة على جزأين أو أكثر. لا يجب أن تكون آلية معقدة - يمكن اعتبار العديد من الأجهزة البسيطة معقدة. لذلك ، يوجد في مفرمة اللحم مقبض (بوابة) ، ومسمار يدفع اللحم وقاطع سكين (إسفين). في ساعات المعصم ، يتم تدوير العقارب عن طريق نظام من التروس بأقطار مختلفة ومتشابكة مع بعضها البعض. واحدة من الآليات البسيطة المدمجة المعروفة هي الرافعة. يستخدم مزيج من ذوي الياقات البيضاء والمسمار.
الخلاصة
كما أصبح واضحًا ، فإن الآليات البسيطة تسهل إلى حد كبير عمل الشخص. قد تتكون من جزء واحد أو أكثر. في الوقت نفسه ، حتى في وجود عنصرين أو أكثر ، يمكن أن تظل بسيطة ، ولكنها قد تكون معقدة أيضًا. وحدات مختلفة ، مطابع ، محركات تشمل عدة أجزاء. من بين العناصر هناك رافعات وكتل ومسامير وعجلات على محاور وطائرات مائلة وإسفين. كل هذه الأجهزة تعمل معًا. بفضلهم ، يسهل الشخص العمل بشكل كبير. يمكن نقل الطاقة الميكانيكية من جزء من الجهاز إلى جزء آخر بطرق مختلفة. تعتبر السلاسل أو الأحزمة أو التروس أو التروس أكثر الأجهزة شيوعًا التي تساعد في نقل القوة وتجعل العناصر الفردية تتحرك بشكل أبطأ أو أسرع في اتجاه أو آخر. يتم التحكم في الأجهزة المعقدة وعالية السرعةعادة الأجهزة الإلكترونية. تظهر المستشعرات الكهربائية ، بفضل إعداد خاص ، عندما يكون من الضروري تشغيل آلية معينة ، كما أنها تراقب التشغيل الصحيح والمستقر للنظام.
ظهرت العديد من الأجهزة في الحياة الحديثة للإنسان منذ العصور القديمة. يعمل الناس باستمرار على تحسين الآليات المعقدة ، وبالتالي توسيع نطاق تطبيقها. مما لا شك فيه ، في الحياة اليومية للإنسان ، تحتل الأجهزة المختلفة مكانًا مهمًا للغاية. لا يمكن تخيل الكثير بدون استخدام آليات بسيطة ومعقدة. تستخدم الأجهزة على نطاق واسع في البناء والزراعة والتعدين وغيرها من مجالات النشاط البشري.
