Plik równia pochyła Jest to prosta maszyna, która składa się z płaskiej powierzchni, która tworzy kąt w stosunku do poziomu. Jego celem jest zmniejszenie wysiłku potrzebnego do podniesienia przedmiotu na określoną wysokość.
Powszechnym zastosowaniem jest podnoszenie ciężkiego ładunku na platformę budowlaną lub pojazd. Z doświadczenia wiemy, że w ten sposób zmniejsza się wysiłek w zamian za nieznaczne zwiększenie odległości do pokonania..
Więc zamiast podnosić obiekt pionowo na wysokość h, przesuwa się on na odległość d po powierzchni nachylonej płaszczyzny. Wówczas powierzchnia przyczynia się do zrównoważenia części ciężaru przedmiotu, a konkretnie jego pionowej składowej.
Zastosowana siła fa Odpowiada za przesuwanie poziomej składowej ciężarka, której wielkość jest mniejsza niż sama waga. Dlatego wielkość fa jest mniejsza niż wielkość siły potrzebnej do bezpośredniego podniesienia ciała.
Nazywa się zmniejszenie wymaganego wysiłku przewaga mechaniczna, zasada odkryta przez wielkiego starożytnego fizyka Archimedesa z Syrakuz (287-212 pne). Im większa przewaga mechaniczna, tym mniej wysiłku trzeba włożyć do wykonania zadania.
Indeks artykułów
Proste maszyny, takie jak nachylona płaszczyzna, są znane od czasów prehistorycznych. Dawni ludzie używali kamiennych narzędzi tnących do robienia grotów strzał do polowania i cięcia drewna na naczynia..
Zaletą mechaniczną M prostej maszyny jest iloraz wielkości siły wyjściowej i siły wejściowej. Jest to zatem wielkość bezwymiarowa.
Zwykle wielkość siły wyjściowej jest większa niż siła wejściowa i M> 1. Ale są bardzo delikatne zadania, które wymagają zmniejszenia siły wyjściowej, jak w przypadku zacisków, dla których M < 1.
Jako przykłady zastosowania nachylonej płaszczyzny mamy:
Rampy są przydatne do podnoszenia ciężkich przedmiotów na określoną wysokość, co wymaga zastosowania siły mniejszej niż waga przedmiotu..
Zaletę mechaniczną M gładkiej rampy bez tarcia oblicza się, wykonując iloraz jej długości, zwanej „d”, i jej wysokości, oznaczonej jako „h”:
M = d / h
Jednak w praktyce istnieje tarcie między powierzchniami, dlatego rzeczywista przewaga mechaniczna jest nieco mniejsza niż M (patrz rozwiązane ćwiczenie 2).
Składają się z podwójnie nachylonej płaszczyzny wykonanej z wytrzymałego materiału z dwiema powierzchniami styku, które zapewniają duże siły tarcia dzięki krawędzi skrawającej, która tworzy się na krawędzi..
Krawędź tnąca jest w stanie pokonać opór materiału i rozdzielić go na części za pomocą młotka, aby przyłożyć siłę. Zastosowanie klina przedłuża się, mocując do niego rączkę, jak siekierę.
Noże, siekiery i dłuta są dobrymi przykładami użycia klinów jako narzędzi tnących. Siekacze ludzi również są ukształtowane w ten sposób, aby kroić jedzenie na mniejsze, łatwe do żucia kawałki.
Im dłuższy klin i im mniejszy kąt na krawędzi skrawającej, tym większa mechaniczna przewaga narzędzia, którą daje:
M = 1 / tg α
Gdzie α jest kątem przy krawędzi skrawającej. Spiczaste kształty, takie jak kliny, nie tylko pomagają przezwyciężyć opór drewna. Pojazdy, takie jak samoloty i łodzie, również mają kształty klinów, aby pokonać opór powietrza i zwiększyć prędkość..
W innym urządzeniu codziennego użytku, które służy do mocowania części, znajduje się nachylona płaszczyzna: śruba. Gwint śruby to nachylona płaszczyzna owinięta wokół cylindrycznej osi śruby.
Przyłożona jest siła wejściowa faja do śruby i obracając o jeden obrót o rozmiarze 2πR, gdzie R jest promieniem, wkręt przesuwa się na odległość p, zwaną Zdał. Ta odległość to odległość, która oddziela dwa kolejne gwinty śruby.
Rysunek przedstawia wykres swobodnego ciała obiektu na płaszczyźnie nachylonej pod kątem α. Zakładając brak tarcia, siły działające na obiekt są: normalne N, wywierany prostopadle i W ciężar, który jest pionowy.
Składnikiem ciężaru w kierunku normalnej jest W.Y, to kompensuje tę normalną, ponieważ obiekt nie porusza się ponad płaszczyzną, ale równolegle do niej. Siła fa zastosowany do obiektu musi co najmniej kompensować komponent W.x tak, aby obiekt wznosił się po nachylonej płaszczyźnie.
Jeśli rozważa się tarcie, należy wziąć pod uwagę, że jest ono zawsze przeciwne ruchowi lub możliwemu ruchowi. Kiedy obiekt porusza się po powierzchni nachylonej płaszczyzny, działa tarcie kinetyczne, jeśli obiekt porusza się w górę, tarcie kinetyczne fak jest skierowany w przeciwnym kierunku, a siła F musi być również odpowiedzialna za jego pokonanie.
Znajdź kąt, jaki musi mieć końcówka klina, aby jego mechaniczna przewaga wynosiła 10.
W poprzednich rozdziałach ustalono, że przewagę mechaniczną M klina dała:
M = 1 / tg α
Jeśli M musi być warte 10:
1 / tg α = 10
tg α = 1/10 → α = 5,71º
Jeszcze bez komentarzy