Desde la antigüedad, el hombre ha estado tratando de hacer su trabajo más fácil. Para ello, utiliza varios dispositivos. ¿Cuáles son los mecanismos más simples? ¿Cuáles son los tipos de estos dispositivos? ¿Cuál es la diferencia entre mecanismos simples y complejos? Sobre esto y mucho más, más adelante en el artículo.
Información general
Mecanismos simples (del griego "máquina, herramienta"): dispositivos que aumentan la fuerza. Algunos de estos dispositivos aparecieron en la propia antigüedad. Los mecanismos simples pueden ser dispositivos independientes o ser elementos de unidades más complejas. Dependiendo del tipo de construcción, también se determina el alcance de este o aquel dispositivo. El uso de mecanismos simples facilita enormemente la actividad humana. Tales dispositivos dan una ganancia en fuerza. Por ejemplo, una cuña que se clava en un tronco tiene más poder que el golpe en el accesorio mismo. Por lo tanto, el árbol estalla rápidamente en diferentes direcciones. Al mismo tiempo, el golpe en la cuña cae de arriba hacia abajo y partes del tronco se separan hacia los lados. Es decir, en este caso también hay una transformación en la dirección del movimiento.
Mecanismos sencillos. Ejemplos
Hay varios tipos de accesorios:
Plano inclinado
a) el tornillo se usa en tornillos, como un taladro en martillos neumáticos, taladros; también puede servir como mecanismo de elevación (tornillo de Arquímedes);
b) la cuña contribuye a un aumento de la presión al concentrar la masa en un área pequeña. Usado en bala, pala, lanza.
Una palanca es un dispositivo descrito por Arquímedes. Puede actuar como disparador, interruptor.
a) la compuerta se utiliza para transmisión por correa y para sacar agua del pozo.
La rueda (inventada en el año 3000 a. C. por los sumerios) es una parte integral del sistema de engranajes utilizado en el transporte.
El pistón contribuye al aprovechamiento de la energía de los gases o vapores en expansión calentados. Este dispositivo se utiliza en máquinas de vapor y armas de fuego.
Puerta
Este dispositivo es un tambor (cilindro) al que se adjunta el mango. Por regla general, se utilizó como mecanismo de elevación para sacar agua de un pozo. La ganancia de fuerza que se obtiene al usar la puerta está determinada por la relación entre el radio del círculo a lo largo del cual se mueve el mango y el radio del cilindro (tambor) en el que se enrolla la cuerda. El cabrestante pertenece al tipo moderno de puerta. Este accesorio es un sistema que incluye un cilindro y dos engranajes de diferentes radios. La ganancia de fuerza, que en general da el cabrestante, viene determinada por la acción combinada de las dos compuertas. Los dispositivos modernos otorgan una ganancia de cuarenta mil veces.
Plano inclinado
Este sencillo mecanismo también se utiliza a menudo para levantar objetos pesados. La ganancia de fuerza está determinada por la relación entre la longitud del propio dispositivo y su altura, sujeto a baja fricción. A menudo, para crear una gran fuerza (por ejemplo, para la operación de un rompehielos o para cortar leña), se usa un tipo de plano inclinado: una cuña. Su acción se basa en el hecho de que con una gran fuerza en la dirección de la culata, se forman grandes fuerzas que son perpendiculares a las superficies laterales del dispositivo. Otro tipo de plano inclinado es el tornillo. Al igual que una cuña, este dispositivo es capaz de cambiar la dirección o el valor numérico de la fuerza aplicada.
Mecanismos sencillos. Palanca
Este es un cuerpo rígido capaz de girar alrededor de un soporte (fijo). La distancia más pequeña que separa el fulcro y la línea recta a lo largo de la cual la fuerza actúa sobre la palanca se llama hombro de la fuerza. Para encontrarlo, debes bajar la perpendicular desde el fulcro hasta la línea de acción de la fuerza. La longitud de esta perpendicular será el hombro. F1 y F2 son las fuerzas que actúan sobre la palanca. Los brazos que actúan sobre el dispositivo son L1 y L2. La palanca está entonces en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre ella son inversamente proporcionales a los hombros. Esta regla se puede representar como una fórmula: F1 / F2=L1 / L2. Este principio fue establecido por Arquímedes. Esta regla muestra que una fuerza grande con una palanca puede equilibrarse con una más pequeña. La fuerza aplicada a un hombro es tantas veces mayor que la aplicada al otro como mayor es un hombrosegundo.
¿Cómo usa la gente los dispositivos hoy en día?
Los mecanismos simples en la vida cotidiana son muy comunes. Entonces, sería bastante difícil abrir un grifo de agua si no tuviera una manija pequeña, que es una palanca bastante efectiva. Lo mismo puede decirse de la llave inglesa, que se utiliza para aflojar o apretar tuercas o pernos. Cuanto más largo sea el mango, más fácil será la acción. Por lo tanto, cuando se trabaja con tuercas y pernos pesados o grandes cuando se reparan mecanismos complejos, máquinas herramienta, automóviles, se utilizan llaves con mangos de hasta un metro de longitud. La puerta más común es también uno de los tipos de dispositivos en cuestión.
Si intenta abrir la puerta cerca de su cierre, será muy difícil. Sin embargo, cuanto más lejos de las bisagras se encuentre la manija, más fácil será abrir la puerta. Un buen ejemplo es el s alto con pértiga. Su longitud es de unos cinco metros. Con la ayuda de esta palanca y el esfuerzo adecuado, el atleta logra volar hasta una altura de hasta seis metros. El brazo largo mide unos tres metros. Las palancas también se encuentran en diferentes partes del cuerpo humano y del cuerpo animal. Estos son, en particular, mandíbulas, extremidades. Los ejemplos domésticos de una palanca son cortadores de alambre, tijeras para cortar metal o papel. Las máquinas de varios tipos también tienen dispositivos en su diseño que permiten obtener una ganancia de fuerza. Por ejemplo, los pedales o el freno de mano de una bicicleta, los mangos de una máquina de coser, las teclas de un piano.
Aplicación compleja de accesorios
Los mecanismos simples se encuentran en una variedad de combinaciones. Los dispositivos combinados incluyen dos o más partes. No tiene que ser un mecanismo complejo: muchos dispositivos simples pueden considerarse complejos. Entonces, en la picadora de carne hay un mango (compuerta), un tornillo que empuja la carne y un cortador de cuchillos (cuña). En los relojes de pulsera, las manecillas giran mediante un sistema de engranajes que tienen diferentes diámetros y están enclavados entre sí. Uno de los mecanismos simples combinados más conocidos es un gato. Utiliza una combinación de collar y tornillo.
Conclusión
Como quedó claro, los mecanismos simples facilitan enormemente el trabajo de una persona. Pueden constar de una o más partes. Al mismo tiempo, incluso en presencia de dos o más elementos, pueden seguir siendo simples, pero también pueden ser bastante complejos. Varias unidades, imprentas, motores incluyen varias partes. Entre los elementos hay palancas, bloques, tornillos, ruedas sobre ejes, planos inclinados, una cuña. Todos estos dispositivos funcionan juntos. Gracias a ellos, una persona facilita enormemente el trabajo. La transferencia de energía mecánica de una parte del dispositivo a otra se puede realizar de diferentes formas. Las cadenas, correas, engranajes o engranajes se consideran los dispositivos más comunes que ayudan a transferir la fuerza y hacen que los elementos individuales se muevan más lento o más rápido, en una dirección u otra. Los dispositivos complejos y de alta velocidad se controlan comogeneralmente dispositivos electrónicos. Los sensores eléctricos, gracias a una configuración especial, muestran cuándo es necesario encender un mecanismo en particular, también monitorean el funcionamiento correcto y estable del sistema.
Muchos dispositivos llegaron a la vida moderna del hombre desde la antigüedad. Las personas mejoran constantemente los mecanismos complejos, ampliando así el alcance de su aplicación. Sin duda, en el día a día de una persona, diversos dispositivos ocupan un lugar muy importante. No se puede imaginar mucho sin el uso de mecanismos simples y complejos. Los dispositivos se utilizan ampliamente en la construcción, la agricultura, la minería y otras áreas de la actividad humana.
