§40 Простые механизмы

Основные простые механизмы – это рычаг и наклонная плоскость.

Блок и ворот – разновидности рычага. Блок – рычаг, заключённый внутри колеса, а ворот – это несколько рычагов на общей оси вращения.

Клин – наклонная плоскость, которую вгоняют в щель (нож, топор). А винт – наклонная плоскость, идущая по спирали.

Из этих шести простых механизмов состоят более сложные механизмы. Например, механическая часть экскаватора состоит в основном из рычагов и блоков, педали велосипеда и колёса с шестерёнками – ворот.

Примеры привести

Рычаг – твёрдое тело, способное вращаться вокруг опоры.

Классический пример рычага – доска на опоре. Используя этот механизм груз весом F₂ = 300 Н можно поднять, приложив в три раза меньшую силу F₁=100 Н. Но, чтобы поднять груз на 10 см (h₂), нужно опустить рычаг на 30 см (h₁), преодолев в три раза большее расстояние.

Работа определяется как сила, умноженная на расстояние. Получается, что в обоих случаях совершается одинаковая работа.

A_1=F_1∙h_1=100Н∙0,3м=30Дж

A_1=F_2∙h_2=300Н∙0,1м=30Дж

A_1=A_2

F_1∙h_1=F_2∙h_2

Применение рычага и других простых механизмов позволяет прилагать меньшую силу, преодолевая при этом большее расстояние. И выигрыш в силе равен проигрышу в расстоянии. Поэтому использование механизмов не позволит совершить меньшую работу.

Золотое правило механики для простых механизмов: используя простой механизм, выигрыш в работе получить невозможно. Во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в пути.

Вопросы и задания:

1. Какие механизмы называют простыми?

2. Какие виды простых механизмов вы знаете?

3. Приведите примеры использования простых механизмов в быту.

4. Почему простые механизмы не дают получить выигрыш в работе?