Poluge se široko koriste u svakodnevnom životu. Bilo bi vam puno teže otvoriti dobro zavrnutu slavinu za vodu da nema ručku od 3-5 cm, što je mala, ali vrlo učinkovita poluga. Isto se odnosi i na ključ koji koristite za otpuštanje ili zatezanje vijka ili matice. Što je ključ duži, to će vam biti lakše odvrnuti ovu maticu, ili obrnuto, to ćete je više moći zategnuti. Kada radite s posebno velikim i teškim vijcima i maticama, na primjer, kada popravljate razne mehanizme, automobile, alatne strojeve, koristite ključeve s ručkom do jednog metra.
Još jedan upečatljiv primjer poluge u Svakidašnjica- najobičnija vrata. Pokušajte otvoriti vrata gurajući ih blizu šarki. Vrata će vrlo teško popustiti. Ali što je točka primjene sile dalje od šarki vrata, to će vam biti lakše otvoriti vrata.
Naravno, poluge su također sveprisutne u tehnologiji. Najočitiji primjer je ručica mjenjača u automobilu. Kratki krak poluge je dio koji vidite u kabini. Dugi krak poluge skriven je ispod dna automobila, a otprilike je duplo duži od kraćeg. Kada pomaknete ručicu iz jednog položaja u drugi, dugačka ruka u mjenjaču pomiče odgovarajuće mehanizme. Ovdje također možete vrlo jasno vidjeti kako su duljina kraka poluge, raspon njezina hoda i sila potrebna za pomicanje međusobno povezani.
Na gradilištu se mogu naći poluge: bager, dizalica, kolica, pajser.
Primjer poluge koja daje dobitak na snazi su škare za papir, rezači žice, škare za rezanje metala i lopata.
Poluge različite vrste Imaju ih mnogi strojevi: ručka šivaćeg stroja, pedale ili ručna kočnica bicikla, tipke klavira - sve su to primjeri poluga. Vaga je također primjer poluge.
Primjer poluge koja proizvodi gubitak sile je veslo. Ovo je neophodno za postizanje udaljenosti. Što je duži dio vesla koji se spušta u vodu, to je veći njegov polumjer rotacije i brzina kretanja.
Dakle, možemo vidjeti da je polužni mehanizam vrlo raširen kako u našem svakodnevnom životu tako iu raznim mehanizmima.
Imamo pravo reći bez pretjerivanja da je svaki čovjek mnogo jači od sebe, odnosno da naši mišići razvijaju snagu mnogo veću od one koja se očituje u našim postupcima.
Je li takav uređaj preporučljiv? Na prvi pogled, čini se da nije - ovdje vidimo gubitak snage, ničim nenagrađen. Ipak, prisjetimo se stare “ zlatno pravilo» mehanika: ono što se gubi na snazi dobiva se u pokretu. Tu dolazi do povećanja brzine: naše se ruke kreću 8 puta brže od mišića koji ih kontroliraju. Način pričvršćivanja mišića koji vidimo kod životinja daje udovima agilnost pokreta, koja je u borbi za opstanak važnija od snage. Bili bismo izuzetno spora stvorenja da naše ruke i noge nisu dizajnirane prema ovom principu.
Pregled:
Školska p. Treća odlučujuća
izvješće
disciplina: "fizika"
na temu:" "
Završeno:
učenik_7__ razreda
Tolokonnikov Vladimir
Provjerio: Oleynikov Nikolay
Viktorovich
__________________________
Poluge u prirodi, svakodnevnom životu i tehnici
Poluga je jedan od najčešćih i najjednostavnijih tipova mehanizama na svijetu, prisutan kako u prirodi tako iu svijetu koji je stvorio čovjek.
Ljudsko tijelo je poput poluge
Na primjer, kostur i mišićno-koštani sustav osobe ili bilo koje životinje sastoji se od desetaka i stotina poluga. Pogledajmo zglob lakta. Radijus i nadlaktična kost povezani su hrskavicom, a na njih su također pričvršćeni mišići biceps i triceps. Tako dobivamo najjednostavnije mehanizme poluge.
Ako u ruci držite bučicu od 3 kg, koliku silu razvija vaš mišić? Spoj kosti i mišića podijeljen je kostima u omjeru 1 prema 8, dakle, mišić razvija silu od 24 kg! Ispada da smo jači od sebe. Ali sustav poluga našeg kostura ne dopušta nam da u potpunosti iskoristimo svoju snagu.
Jasan primjer je više uspješna primjena Prednosti poluge u tjelesnom mišićno-koštanom sustavu su obrnuta stražnja koljena kod mnogih životinja (sve vrste mačaka, konja, itd.).
Kosti su im duže od naših, a posebna struktura njihovih stražnjih nogu omogućuje im mnogo učinkovitije korištenje snage mišića. Da, nesumnjivo, njihovi mišići su mnogo jači od naših, ali njihova težina je red veličine veća.
Prosječan konj teži oko 450 kg, a može bez problema skočiti u visinu od oko dva metra. Vi i ja, da bismo izveli takav skok, moramo biti majstori sporta u skoku u vis, iako smo teži 8-9 puta manje od konja.
Budući da smo se sjetili skokova uvis, razmotrimo mogućnosti korištenja poluge koju je izmislio čovjek. Visoki svod
vrlo jasan primjer.Polugom dugom oko tri metra (štap za skokove u vis dugačak je oko pet metara, dakle dugi krak poluge, koji počinje na pregibu motke u trenutku skoka, iznosi oko tri metra) i pravilno primjenom sile, sportaš se vine u vrtoglavu visinu do šest metara.
Poluga u svakodnevnom životu
Poluge su također česte u svakodnevnom životu. Bilo bi vam puno teže otvoriti dobro zavrnutu slavinu za vodu da nema ručku od 3-5 cm, što je mala, ali vrlo učinkovita poluga.
Isto se odnosi i na ključ koji koristite za otpuštanje ili zatezanje vijka ili matice. Što je ključ duži, to će vam biti lakše odvrnuti ovu maticu, ili obrnuto, to ćete je više moći zategnuti.
Kada radite s posebno velikim i teškim vijcima i maticama, na primjer, kada popravljate razne mehanizme, automobile, alatne strojeve, koristite ključeve s ručkom do jednog metra.
Još jedan upečatljiv primjer poluge u svakodnevnom životu su najobičnija vrata. Pokušajte otvoriti vrata gurajući ih blizu šarki. Vrata će vrlo teško popustiti. Ali što je točka primjene sile dalje od šarki vrata, to će vam biti lakše otvoriti vrata.
Poluge u tehnici
Naravno, poluge su također sveprisutne u tehnologiji.
Najočitiji primjerručica mjenjača u autu. Kratki krak poluge je dio koji vidite u kabini.Dugi krak poluge skriven je ispod dna automobila, a otprilike je duplo duži od kraćeg. Kada pomaknete ručicu iz jednog položaja u drugi, dugačka ruka u mjenjaču pomiče odgovarajuće mehanizme.
Ovdje također možete vrlo jasno vidjeti kako su duljina kraka poluge, raspon njezina hoda i sila potrebna za pomicanje međusobno povezani.
Na primjer, u sportskim automobilima, radi bržeg mijenjanja stupnjeva prijenosa, poluga je obično ugrađena kratko, a njezino kretanje je također kratko.
Međutim, u ovom slučaju vozač mora uložiti više napora da promijeni brzinu. Naprotiv, kod teških vozila, gdje su sami mehanizmi teži, poluga je duža, a i njen domet hoda je veći nego kod osobnog automobila.
Dakle, možemo se uvjeriti da je polužni mehanizam vrlo raširen kako u prirodi tako iu našem svakodnevnom životu, i to u raznim mehanizmima.
Od davnina su se jednostavni mehanizmi često koristili u kombinaciji, u raznim kombinacijama.
Kombinirani mehanizam sastoji se od dva ili više jednostavnih. Nije obavezno složeni uređaj; mnogi prilično jednostavni mehanizmi također se mogu smatrati kombiniranima.
Postoji mnogo vrsta jednostavnih mehanizama. Ovo je poluga, blok, klin, nagnuta ravnina i mnogi drugi.
U fizici, jednostavni mehanizmi su uređaji koji se koriste za pretvaranje sile.
Upotreba jednostavnih mehanizama vrlo je česta kako u proizvodnji tako iu svakodnevnom životu.
Na primjer, u stroju za mljevenje mesa postoji kapija (ručka), vijak (guranje mesa) i klin (nož za rezanje).
Nagnuta ravnina koja pomaže u kotrljanju ili povlačenju teških predmeta također je jednostavan mehanizam
strelice ručni sat okreće se sustavom zupčanika različitih promjera koji međusobno zahvaćaju. Jedan od najpoznatijih jednostavnih kombiniranih mehanizama je dizalica. Dizalica je kombinacija vijka i vrata.
Najčešće se koriste jednostavni mehanizmi za dobivanje snage, odnosno višestruko povećanje sile koja djeluje na tijelo.
Poluga je u fizici jednostavan mehanizam
U fizici, poluga je kruto tijelo koje se može okretati oko nepomičnog nosača.
Kao poluga može poslužiti pajser, daska i slični predmeti.
Postoje dvije vrste poluga. Za polugu prve vrste, uporište O nalazi se između linija djelovanja primijenjenih sila. Za polugu drugog razreda, uporište se nalazi s jedne strane. Odnosno, ako polugom pokušavamo pomaknuti teški predmet, poluga prve vrste je situacija kada ispod poluge stavimo blok, pritišćući slobodni kraj poluge. U ovom slučaju, naš fiksni oslonac bit će blok, a primijenjene sile nalaze se s obje strane. A poluga druge vrste je kada mi, stavljajući rub pajsera pod težinu, povučemo pajser prema gore, pokušavajući tako okrenuti predmet. Ovdje se uporište O nalazi u točki gdje poluga leži na tlu, a primijenjene sile nalaze se s jedne strane uporišta.
Korištenje poluge omogućuje vam stjecanje moći. Tako će, na primjer, radnik prikazan na lijevoj slici, primjenjujući silu od 400 N na polugu, moći podići teret težine 800 N. Podijelimo li 800 N s 400 N, dobit ćemo dobitak sile jednak 2 .
Zakon ravnoteže sila na poluzi
Pomoću poluge možemo dobiti snagu i podići nepodižuću stvar golim rukama teret. Udaljenost od uporišne točke do točke primjene sile naziva se rame sile. Štoviše, ravnotežu sila na poluzi možete izračunati pomoću sljedeće formule:
F 1 / F 2 = l 2 / l 1,
gdje su F 1, F 2 sile koje djeluju na polugu,
a l 2, l 1 su ramena ovih sila. (Na gornjoj slici, OB i OA su krakovi poluge)
Ovaj je zakon uspostavio Arhimed još u trećem stoljeću prije Krista. Iz ovoga slijedi da manja sila može uravnotežiti veću. Za to je potrebno da rame manje sile bude veće od ramena veće sile. A dobitak u sili dobiven uz pomoć poluge određen je omjerom krakova primijenjenih sila.
U današnje vrijeme je pronađena poluga široka primjena kako u proizvodnji (na primjer, dizalice, mjenjač u automobilu) tako iu svakodnevnom životu (škare, rezači žice, vage, ključevi itd.).
Blok- ovo je kotač s utorom po obodu za uže ili lanac, čija je os kruto pričvršćena na zidnu ili stropnu gredu. Uređaji za podizanje obično koriste ne jedan, već nekoliko blokova. Sustav blokova i kabela dizajniran za povećanje nosivosti naziva se lančana dizalica.
Vrata- uh zatim dva kotača povezana zajedno i rotiraju oko iste osi, na primjer, vrata bunara s ručkom.
Vitlo- dizajn koji se sastoji od dvaju vrata s međuzupčanicima u pogonskom mehanizmu.
Nagnuta ravnina koristi se za pomicanje teških predmeta na višu razinu bez izravnog podizanja.
Takvi uređaji uključuju rampe, pokretne stepenice, konvencionalne stepenice i pokretne trake.
Klin- jedna od vrsta jednostavnog mehanizma nazvanog "nagnuta ravnina". Klin se sastoji od dvije nagnute ravnine, čije su baze u dodiru. Koristi se da se dobije dobitak na snazi, odnosno da se uz pomoć manje sile suprotstavi većoj sili.
Kada cijepate drva, da biste olakšali posao, zabodite metalni klin u pukotinu klade i udarite ga kundakom sjekire.
Vijak- nagnuta ravnina omotana oko osi. Navoj vijka je nagnuta ravnina koja se više puta omotava oko cilindra. Idealan dobitak na snazi koji daje klin jednak je omjeru njegove duljine i debljine na tupom kraju. Stvarni dobitak klina teško je odrediti.
Zbog velikog trenja njegova je učinkovitost toliko niska da idealno pojačanje nije puno važno. Ovisno o smjeru uspona nagnuta ravnina navoj vijka može biti lijevi ili desni.
Primjeri jednostavni uređaji s navojem - dizalica, vijak s maticom, mikrometar, škripac.
Poluga je uska šipka koja se može okretati oko jedne točke, koja se naziva uporište. Postavljanjem pokretnog predmeta, koji se naziva teret, na jedan kraj šipke i primjenom sile na drugi kraj, osoba može pomaknuti predmet s mnogo manje napora nego da ga podiže i nosi rukom.
Poluga radi prema jednostavnoj formuli: sila pomnožena s njezinim krakom (najkraćim razmakom između uporišne točke i pravca duž kojeg sila djeluje) jednaka je umnošku opterećenja na njezinom kraku. Što je duži krak sile, to je veći njegov porast i lakše je premjestiti teret. Cijena ove pogodnosti je sljedeća: što je duži krak sile, manja je udaljenost preko koje će se teret kretati.
Kao što je prikazano na slikama u nastavku, sve se poluge mogu podijeliti u tri klase, koje se razlikuju po relativnim položajima sile, opterećenja i točke oslonca.
Poluge druge klase
Drugorazredna poluga ima uporišnu točku na jednom kraju, silu na drugom kraju i opterećenje (W) između njih dvoje, kao što je prikazano na ružičastom dijagramu s desne strane. Kolica, otvarač za boce, klamerica i bušilica su drugorazredne poluge koje uvijek povećavaju primijenjenu silu.
Poluge treće klase.
Kod trećerazredne poluge sila se primjenjuje između tereta (W) i uporišne točke (žuti dijagram). Pinceta prikazana na donjoj slici sastoji se od dvije poluge treće klase povezane jedna s drugom u točki oslonca. Metla obično povećava udaljenost na kojoj se teret pomiče i minimalizira potrebnu silu.
Poluge prve klase
Najčešći tip poluge je poluga prvog razreda, kod koje se uporište nalazi između opterećenja (W) i primijenjene sile (plavi dijagram). Poluge klase 1 dolaze u mnogim varijantama, uključujući kliješta, izvlakač čavala i škarice prikazane na slikama lijevo.
Poluga je kruto tijelo koje se može okretati oko fiksne točke. Fiksna točka se zove uporište. Udaljenost od uporišne točke do linije djelovanja sile naziva se rame ovu moć.
Uvjet ravnoteže poluge: poluga je u ravnoteži ako sile djeluju na polugu F 1 I F 2 nastoje je rotirati u suprotnim smjerovima, a moduli sila obrnuto su proporcionalni ramenima tih sila: Ž 1 / Ž 2 = l 2 / l 1 Ovo pravilo je uspostavio Arhimed. Prema legendi, on je uzviknuo: Daj mi oslonac i podići ću Zemlju .
Za polugu je ispunjeno "zlatno pravilo" mehanike (ako se trenje i masa poluge mogu zanemariti).
Primjenjujući se na duga poluga određenu silu, možete upotrijebiti drugi kraj poluge za podizanje tereta čija težina uvelike premašuje tu silu. To znači da se korištenjem poluge može postići dobitak na snazi. Kada koristite polugu, dobitak na moći nužno je popraćen jednakim gubitkom na tom putu.
Trenutak moći. Pravilo trenutaka
Umnožak modula sile i njezina ramena naziva se moment sile.M = Fl , gdje je M moment sile, F je sila, l je poluga sile.
Pravilo trenutaka: Poluga je u ravnoteži ako je zbroj momenata sila koje teže da zakrenu polugu u jednom smjeru jednak zbroju momenata sila koje teže da je zakrenu u suprotnom smjeru. Ovo pravilo vrijedi za sve čvrsta, sposoban rotirati oko fiksne osi.
Moment sile karakterizira rotacijsko djelovanje sile. Ova radnja ovisi i o sili i o njezinoj poluzi. Zato, primjerice, kada žele otvoriti vrata, nastoje djelovati silom što dalje od osi rotacije. Uz pomoć male sile stvara se značajan trenutak, a vrata se otvaraju. Puno ga je teže otvoriti pritiskom u blizini šarki. Iz istog razloga maticu je lakše odvrnuti dužim ključem, vijak je lakše odvrnuti odvijačem sa širom ručkom itd.
SI jedinica momenta sile je njutn metar (1 N*m). To je moment sile od 1 N s ramenom od 1 m.
