Levat janë të përhapura në jetën e përditshme. Do të ishte shumë më e vështirë për ju të hapni një rubinet të vidhosuar mirë nëse nuk do të kishte një dorezë 3-5 cm, e cila është një levë e vogël por shumë efektive. E njëjta gjë vlen edhe për një çelës, të cilin e përdorni për të zhbllokuar ose shtrënguar një bulon ose arrë. Sa më i gjatë të jetë çelësi, aq më e lehtë do të jetë për ju që ta hiqni këtë arrë, ose anasjelltas, aq më fort mund ta shtrëngoni. Kur punoni me bulona dhe dado veçanërisht të mëdha dhe të rënda, për shembull, kur riparoni mekanizma të ndryshëm, përdoren makina, vegla makinerie, çelësa me një dorezë deri në një metër.
Një shembull tjetër i mrekullueshëm i levës në Jeta e përditshme- dera më e zakonshme. Mundohuni të hapni derën duke e shtyrë pranë menteshave. Dera do të dorëzohet shumë vështirë. Por sa më larg nga menteshat e derës të jetë pika e aplikimit të forcës, aq më e lehtë do të jetë për ju të hapni derën.
Natyrisht, levat janë gjithashtu të kudogjendura në teknologji. Shembulli më i dukshëm është leva e marsheve në një makinë. Krahu i shkurtër i levës është pjesa që shihni në kabinë. Krahu i gjatë i levës është i fshehur nën pjesën e poshtme të makinës dhe është rreth dy herë më i gjatë se ai i shkurtër. Kur zhvendosni levën nga një pozicion në tjetrin, një krah i gjatë në kutinë e marsheve ndërron mekanizmat përkatës. Këtu mund të shihni gjithashtu shumë qartë se si gjatësia e krahut të levës, diapazoni i lëvizjes së tij dhe forca e nevojshme për ta zhvendosur lidhen me njëra-tjetrën.
Levat mund të gjenden në një kantier ndërtimi: një ekskavator, një vinç, një karrocë dore, një levë.
Një shembull i një levë që jep një fitim në forcë është gërshërë letre, prerëse teli, gërshërë metalike, një lopatë.
Leva lloj te ndryshme shumë makina kanë: dorezën e një makine qepëse, pedale ose frena dore të një biçiklete, çelësat e një pianoje, janë të gjitha shembuj levash. Peshorja është gjithashtu një shembull i një levë.
Një shembull i një levë që jep një humbje në forcë është një rrem. Kjo është e nevojshme për të marrë një fitim në distancë. Sa më e gjatë që pjesa e rremës të ulet në ujë, aq më e madhe është rrezja e rrotullimit dhe shpejtësia e saj.
Kështu, mund të sigurohemi që mekanizmi i levës të jetë shumë i përhapur si në jetën tonë të përditshme ashtu edhe në mekanizma të ndryshëm.
Ne kemi të drejtë të themi pa ekzagjerim se çdo person është shumë më i fortë se ai vetë, domethënë se muskujt tanë zhvillojnë një forcë shumë më të madhe se ajo që manifestohet në veprimet tona.
A është e përshtatshme një pajisje e tillë? Në pamje të parë, sikur jo, këtu shohim humbjen e forcës, e cila nuk shpërblehet në asnjë mënyrë. Sidoqoftë, le të kujtojmë të vjetrën Rregulli I arte» mekanika: ajo që humbet në forcë fitohet në lëvizje. Këtu vjen fitimi në shpejtësi: duart tona lëvizin 8 herë më shpejt se muskujt që i kontrollojnë ato. Mënyra se si lidhen muskujt, të cilën e shohim te kafshët, u siguron gjymtyrëve shkathtësinë e lëvizjes, më e rëndësishme në luftën për ekzistencë sesa forcën. Ne do të ishim krijesa jashtëzakonisht të ngadalta nëse duart dhe këmbët tona nuk do të rregulloheshin sipas këtij parimi.
Pamja paraprake:
Shkolla f.E treta vendimtare
Raportoni
disiplina: "fizikë"
në temën: ""
E përfunduar:
nxënësi_7___ klasë
Tolokonnikova Vladimir
Kontrolluar nga: Oleinikov Nikolay
Viktorovich
__________________________
Leva në natyrë, përditshmëri dhe teknologji
Leva është një nga llojet më të zakonshme dhe të thjeshta të mekanizmave në botë, i pranishëm si në natyrë ashtu edhe në botën e krijuar nga njeriu.
Trupi i njeriut si levë
Për shembull, skeleti dhe sistemi musculoskeletal i një personi ose çdo kafshe përbëhet nga dhjetëra e qindra leva. Le të hedhim një vështrim në nyjen e bërrylit. Rrezja dhe humerus janë të lidhura së bashku me kërc, dhe muskujt e bicepsit dhe tricepsit janë gjithashtu të lidhur me to. Pra, marrim mekanizmat më të thjeshtë të levës.
Nëse mbani një trap 3 kg në dorë, sa përpjekje zhvillojnë muskujt tuaj? Lidhja e kockës dhe muskujve e ndan kockën në një raport 1 me 8, prandaj, muskuli zhvillon një forcë prej 24 kg! Rezulton se ne jemi më të fortë se vetja. Por sistemi i levës së skeletit tonë nuk na lejon të përdorim plotësisht forcën tonë.
Një shembull ilustrues për më shumë aplikim i suksesshëm Përparësitë e levës në sistemin muskuloskeletor të trupit janë gjunjët e kundërt të pasmë në shumë kafshë (të gjitha llojet e maceve, kuajve, etj.).
Kockat e tyre janë më të gjata se tonat, dhe struktura e veçantë e këmbëve të tyre të pasme i lejon ata të përdorin forcën e muskujve të tyre në mënyrë shumë më efikase. Po, sigurisht, muskujt e tyre janë shumë më të fortë se yni, por pesha e tyre është një rend i madhësisë më i madh.
Kali mesatar peshon rreth 450 kg, dhe në të njëjtën kohë mund të kërcejë lehtësisht në një lartësi prej rreth dy metrash. Për të kryer një kërcim të tillë, ju dhe unë duhet të jemi mjeshtër të sportit në kërcime së larti, megjithëse peshojmë 8-9 herë më pak se një kal.
Meqenëse kujtuam kërcimin lart, merrni parasysh opsionet e përdorimit të levës, të cilat u shpikën nga njeriu. Kërcim së larti me shtylla
shembull shumë i qartë.Me ndihmën e një levë rreth tre metra të gjatë (gjatësia e shtyllës për kërcime së larti është rreth pesë metra, prandaj, krahu i gjatë i levës, duke filluar nga kthesa e shtyllës në momentin e kërcimit, është rreth tre metra) dhe aplikimi i saktë i përpjekjes, atleti ngrihet në një lartësi marramendëse deri në gjashtë metra.
Levë në jetën e përditshme
Levat janë gjithashtu të zakonshme në jetën e përditshme. Do të ishte shumë më e vështirë për ju të hapni një rubinet të vidhosuar mirë nëse nuk do të kishte një dorezë 3-5 cm, e cila është një levë e vogël por shumë efektive.
E njëjta gjë vlen edhe për një çelës, të cilin e përdorni për të zhbllokuar ose shtrënguar një bulon ose arrë. Sa më i gjatë të jetë çelësi, aq më e lehtë do të jetë për ju që ta hiqni këtë arrë, ose anasjelltas, aq më fort mund ta shtrëngoni.
Kur punoni me bulona dhe dado veçanërisht të mëdha dhe të rënda, për shembull, kur riparoni mekanizma të ndryshëm, përdoren makina, vegla makinerie, çelësa me një dorezë deri në një metër.
Një shembull tjetër i mrekullueshëm i levave në jetën e përditshme është dera më e zakonshme. Mundohuni të hapni derën duke e shtyrë pranë menteshave. Dera do të dorëzohet shumë vështirë. Por sa më larg nga menteshat e derës të jetë pika e aplikimit të forcës, aq më e lehtë do të jetë për ju të hapni derën.
Leva në teknologji
Natyrisht, levat janë gjithashtu të kudogjendura në teknologji.
Shembulli më i dukshëmleva e ndërrimit të marsheve në një makinë. Krahu i shkurtër i levës është pjesa që shihni në kabinë.Krahu i gjatë i levës është i fshehur nën pjesën e poshtme të makinës dhe është rreth dy herë më i gjatë se ai i shkurtër. Kur zhvendosni levën nga një pozicion në tjetrin, një krah i gjatë në kutinë e marsheve ndërron mekanizmat përkatës.
Këtu mund të shihni gjithashtu shumë qartë se si gjatësia e krahut të levës, diapazoni i lëvizjes së tij dhe forca e nevojshme për ta zhvendosur lidhen me njëra-tjetrën.
Për shembull, në makinat sportive, për ndërrim më të shpejtë të marsheve, leva zakonisht vendoset e shkurtër dhe diapazoni i saj është gjithashtu i shkurtër.
Megjithatë, në këtë rast, shoferi duhet të bëjë më shumë përpjekje për të ndryshuar marshin. Përkundrazi, në automjetet e rënda, ku vetë mekanizmat janë më të rëndë, leva bëhet më e gjatë dhe diapazoni i saj i udhëtimit është gjithashtu më i gjatë se në një makinë pasagjerësh.
Kështu, mund të bindemi se mekanizmi i levës është shumë i përhapur si në natyrë ashtu edhe në jetën tonë të përditshme dhe në mekanizma të ndryshëm.
Që nga kohët e lashta, mekanizmat e thjeshtë janë përdorur shpesh në komplekse, në një sërë kombinimesh.
Mekanizmi i kombinuar përbëhet nga dy ose më shumë të thjeshta. Nuk është e detyrueshme pajisje komplekse; shumë mekanizma mjaft të thjeshtë mund të konsiderohen gjithashtu të kombinuar.
Ka shumë lloje mekanizmash të thjeshtë. Kjo është një levë, dhe një bllok, dhe një pykë, dhe një aeroplan i prirur dhe shumë të tjerë.
Në fizikë, mekanizmat e thjeshtë quhen pajisje që shërbejnë për të transformuar forcat.
Përdorimi i mekanizmave të thjeshtë është shumë i zakonshëm si në prodhim ashtu edhe në jetën e përditshme.
Për shembull, në një mulli mishi ka një portë (dorezë), një vidë (shtytje të mishit) dhe një pykë (prerës me thikë).
Një aeroplan i pjerrët që ndihmon në rrokullisjen ose tërheqjen e objekteve të rënda lart është gjithashtu një mekanizëm i thjeshtë.
Shigjeta orë dore rrotullohen nga një sistem ingranazhesh me diametra të ndryshëm që lidhen me njëri-tjetrin. Një nga mekanizmat më të famshëm të thjeshtë të kombinuar është një fole. Priku është një kombinim i vidës dhe jakës.
Më shpesh, mekanizma të thjeshtë përdoren për të marrë një fitim në forcë, domethënë për të rritur disa herë forcën që vepron në trup.
Një levë në fizikë është një mekanizëm i thjeshtë
Në fizikë, një levë është një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një mbështetëse fikse.
Një levë, një dërrasë dhe të ngjashme mund të përdoren si levë.
Ekzistojnë dy lloje të levave. Për një levë të llojit të parë, pikëmbështetja O ndodhet midis linjave të veprimit të forcave të aplikuara. Në levën e llojit të dytë, pikëmbështetja ndodhet në njërën anë të tyre. Kjo do të thotë, nëse po përpiqemi të lëvizim një objekt të rëndë me një levë, atëherë leva e llojit të parë është një situatë kur vendosim një shirit nën levë, duke shtypur fundin e lirë të levës. Në këtë rast, shiriti do të jetë mbështetësja fikse, dhe forcat e aplikuara janë të vendosura në të dy anët e saj. Dhe leva e llojit të dytë është kur ne, pasi kemi rrëshqitur buzën e levës nën peshë, e tërheqim levën lart, duke u përpjekur kështu ta kthejmë objektin. Këtu, pikëmbështetja O ndodhet në pikën ku shtylla mbështetet në tokë, dhe forcat e aplikuara janë të vendosura në njërën anë të pikëmbështetjes.
Përdorimi i levës ju lejon të fitoni forcë. Kështu, për shembull, punëtori i paraqitur në figurën e majtë, duke aplikuar një forcë prej 400 N në levë, do të jetë në gjendje të ngrejë një ngarkesë që peshon 800 N. Duke pjesëtuar 800 N me 400 N, marrim një fitim në fuqi të barabartë me 2. .
Ligji i ekuilibrit të forcave në levë
Duke përdorur një levë, ne mund të fitojmë forcë dhe të heqim një të padurueshme me duar të zhveshura ngarkesave. Distanca nga pika kryesore deri në pikën e zbatimit të forcës quhet shpatulla e forcës. Për më tepër, bilanci i forcave në levë mund të llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:
F 1 / F 2 \u003d l 2 / l 1,
ku F 1, F 2 - forcat që veprojnë në levë,
dhe l 2 , l 1 janë supet e këtyre forcave. (Në figurën e mësipërme, OB dhe OA janë krahë levash)
Ky ligj u vendos nga Arkimedi në shekullin e tretë para Krishtit. Nga kjo rrjedh se një forcë më e vogël mund të balancojë një forcë më të madhe. Për ta bërë këtë, është e nevojshme që supi i forcës më të vogël të jetë më i madh se supi i forcës më të madhe. Dhe fitimi në forcë i marrë me ndihmën e një levë përcaktohet nga raporti i shpatullave të forcave të aplikuara.
Në ditët e sotme është gjetur leva aplikim të gjerë si në prodhim (për shembull, vinça, një kuti ingranazhi në një makinë) dhe në jetën e përditshme (gërshërë, prerëse teli, peshore, çelësa, etj.).
Blloko- kjo është një rrotë me një zakon rreth perimetrit për një litar ose zinxhir, boshti i të cilit është ngjitur fort në një rreze muri ose tavani. Pajisjet ngritëse zakonisht përdorin jo një, por disa blloqe. Sistemi i blloqeve dhe kabllove, i krijuar për të rritur kapacitetin mbajtës, quhet ngritës zinxhir.
porta- uh pastaj dy rrota të lidhura së bashku dhe që rrotullohen rreth të njëjtit bosht, për shembull, një portë pusi me një dorezë.
Çikrik- një dizajn i përbërë nga dy porta me ingranazhe të ndërmjetme në mekanizmin e lëvizjes.
Aeroplan i pjerrët përdoret për të lëvizur objekte të rënda në një nivel më të lartë pa i ngritur ato drejtpërdrejt.
Pajisjet e tilla përfshijnë rampat, shkallët lëvizëse, shkallët konvencionale dhe transportuesit.
Pykë- një nga varietetet e një mekanizmi të thjeshtë të quajtur "avioni i prirur". Pyka përbëhet nga dy plane të pjerrëta, bazat e të cilave janë në kontakt. Përdoret për të marrë një fitim në forcë, domethënë, me ndihmën e një force më të vogël për të kundërshtuar një forcë më të madhe.
Gjatë prerjes së druve të zjarrit, për të lehtësuar punën, futet një pykë metalike në të çarën e trungut dhe rrahet mbi të me prapanicën e sëpatës.
Vidhos- një plan i pjerrët i plagosur në një aks. Fije e një vidhe është një aeroplan i pjerrët i mbështjellë në mënyrë të përsëritur rreth një cilindri. Fitimi ideal në forcë i dhënë nga pyka është i barabartë me raportin e gjatësisë së tij me trashësinë në skajin e hapur. Është e vështirë të përcaktohet fitimi i vërtetë i një pykë.
Për shkak të fërkimit të lartë, efikasiteti i tij është aq i vogël sa fitimi ideal nuk ka shumë rëndësi. Në varësi të drejtimit të ngjitjes rrafsh i pjerrët filli i vidhos mund të jetë majtas ose djathtas.
Shembuj pajisje të thjeshta me një fije vidë - një fole, një rrufe në qiell me një arrë, një mikrometër, një ves.
Një levë është një shufër e ngushtë që mund të rrotullohet rreth një pike të vetme të quajtur pikëmbështetje. Duke vendosur një objekt të lëvizshëm, të quajtur ngarkesë, në njërin skaj të shufrës dhe duke ushtruar forcë në skajin tjetër, një person mund ta lëvizë objektin me shumë më pak përpjekje sesa nëse e ngrinte dhe e mbante në duar.
Leva punon sipas një formule të thjeshtë: forca e shumëzuar me krahun e saj (distanca më e shkurtër midis pikës kryesore dhe vijës së drejtë përgjatë së cilës vepron forca) është e barabartë me produktin e ngarkesës në krahun e saj. Sa më i gjatë të jetë krahu i përpjekjes, aq më i madh është rritja e tij dhe aq më e lehtë është lëvizja e ngarkesës. Çmimi për këtë përfitim është si vijon: sa më i gjatë të jetë krahu i forcës, aq më e vogël do të jetë distanca që do të lëvizë ngarkesa.
Siç tregohet në ilustrimet më poshtë, të gjitha levat mund të ndahen në tre klasa, të dalluara nga pozicionet relative të forcës, ngarkesës dhe pikëmbështetjes.
Leva të klasit të dytë
Për një levë të klasës së dytë, pikëmbështetja është në njërin skaj, forca zbatohet në skajin tjetër dhe ngarkesa (W) vendoset midis tyre, siç tregohet në diagramin rozë në të djathtë. Karroca, hapësi i shisheve, kapëse dhe vrima janë leva të klasit të dytë që rrisin gjithmonë sasinë e forcës së aplikuar.
Leva të klasës së tretë.
Me një levë të klasës së tretë, forca zbatohet midis ngarkesës (W) dhe pikëmbështetjes (diagrami i verdhë). Piskatore e paraqitur në figurën më poshtë përbëhet nga dy krahë të klasës së tretë, të lidhur me njëri-tjetrin në pikëmbështetje. Fshesa zakonisht rrit distancën që kalon ngarkesa dhe minimizon përpjekjen e kërkuar.
Leva të klasit të parë
Lloji më i zakonshëm i levës është leva e klasit të parë, ku pikëmbështetja shtrihet midis ngarkesës (W) dhe forcës së aplikuar (grafiku blu). Levat e klasit të parë vijnë në shumë varietete, duke përfshirë pincë, tërheqës gozhdë dhe gërshërë të paraqitura në fotot në të majtë.
Një levë është një trup i ngurtë që mund të rrotullohet rreth një pike fikse. Pika fikse quhet pikëmbështetje. Distanca nga pika kryesore në vijën e veprimit të forcës quhet sup këtë forcë.
Gjendja e bilancit të levës: leva është në ekuilibër nëse forcat e aplikuara në levë F1 dhe F2 priren ta rrotullojnë atë në drejtime të kundërta, dhe modulet e forcave janë në përpjesëtim të zhdrejtë me shpatullat e këtyre forcave: F1/F2 = l 2 / l 1 Ky rregull u vendos nga Arkimedi. Sipas legjendës, ai bërtiti: Më jep një bazë dhe unë do të ngre tokën .
Për levën, "rregulli i artë" i mekanikës (nëse fërkimi dhe masa e levës mund të neglizhohen).
Duke aplikuar për levë e gjatë njëfarë force, është e mundur të ngrihet një ngarkesë me skajin tjetër të levës, pesha e së cilës e tejkalon shumë këtë forcë. Kjo do të thotë që duke përdorur levën, mund të fitoni forcë. Kur përdorni levën, fitimi në forcë shoqërohet domosdoshmërisht me të njëjtën humbje në rrugë.
Momenti i fuqisë. rregulli i momentit
Prodhimi i modulit të forcës dhe krahut të tij quhet momenti i forcës.M = Fl , ku M është momenti i forcës, F është forca, l është krahu i forcës.
rregulli i momentit: leva është në ekuilibër nëse shuma e momenteve të forcave që kërkojnë ta rrotullojnë levën në një drejtim është e barabartë me shumën e momenteve të forcave që kërkojnë ta rrotullojnë atë në drejtim të kundërt. Ky rregull është i vërtetë për çdo trup i fortë të aftë të rrotullohen rreth një boshti fiks.
Momenti i forcës karakterizon veprimin rrotullues të forcës. Ky veprim varet si nga forca ashtu edhe nga supi i saj. Kjo është arsyeja pse, për shembull, kur duan të hapin një derë, ata përpiqen të ushtrojnë forcë sa më larg që të jetë e mundur nga boshti i rrotullimit. Me ndihmën e një force të vogël krijohet një moment domethënës dhe dera hapet. Është shumë më e vështirë për ta hapur atë duke ushtruar presion pranë menteshave. Për të njëjtën arsye, një arrë është më e lehtë për t'u hequr me një çelës më të gjatë, një vidë hiqet më lehtë me një kaçavidë me një dorezë më të gjerë, etj.
Njësia SI e momentit të forcës është Njuton metër (1 N*m). Ky është një moment i forcës 1 N, me një shpatull prej 1 m.
