что такое в физике ворот

Простые механизмы

Содержание

Трехтысячный год до нашей эры. Действо разворачивается на территории современного графства Уилтшир в Англии на живописных солсберийских равнинах.

Шумная ватага людей решительно тащит громадный тридцатитонный кремнистый песчаник, распространенную горную породу местности, в то время, как в арьергарде камне-человеко-колонны кипит основная работа: туда-сюда то и дело снуют крепкие ребята с бревнами, оперативно перекатывая и подкладывая спереди округлые деревяшки, выкатившиеся из-под камня сзади.

Короче говоря, транспортировочная суета.

Вот так, в нескольких словах можно описать процесс самой загадочной и мистической стройки человечества — процесс сооружения мегалитического Стоунхенджа.

Никому доподлинно неизвестно, кто возвел это чудо света — кельтские ли жрецы, может, древние бритты, предки современных французов, свидетели Мерлиновой бороды или инопланетяне.

Неизвестно и то, какую цель преследовали возводившие: археологи, историки и ученые всего мира до сих пор бьются над разгадками тайн постройки этого сооружения каменного века, неофициально именуемого восьмым чудом света.

Однако одно все же известно.

Наши предки, еще задолго до изобретения колеса, кое-что таки смыслили в физике. Иначе как бы им удавалось в двадцать-тридцать рук перемещать на огромные расстояния объекты массой более тридцати тонн?

Для справки. Тридцать тонн для человека — невероятная масса. К примеру, профессиональные пауэрлифтеры способны поднимать штанги порядка трехсот-четырехсот килограмм за подход. А это значит, что нам пришлось бы отправить в прошлое примерно 85 натренированных спортсменов экстра-класса, чтобы обычной тягой сдвинуть с места неолитический валун. Да, наших предков из каменного века недооценивать не стоит. Особенно их смекалку.

Что такое механизм?

История стара как мир: при меньшем получить больше.

Таков закон нашего существования в природе. Ресурсы человека ограничены, условия жизни — быстротечны и непредсказуемы, потребности — велики. А чтобы процветать и выживать, не нарушая пропорции данных трех переменных, необходимо умение не только подстраиваться, но и использовать с умом то, что дано. В конце концов, умение облегчить себе труд и превысить мышечные возможности — это то, что выделяет нас на фоне других представителей царства животных.

Именно поэтому технологические решения всегда развивались параллельно с человеком. Мы всегда были, есть и будем в поиске. В поиске того, что могло бы помочь нам выгадывать больше, вкладываясь меньше. И практически все, что мы придумывали во имя этой цели на протяжении тысячелетий, так или иначе можно отнести к понятию механизма.

Рисунок 2. Лопата? Лопата! Вообще-то является механизмом рычагового типа.

Механизм — это устройство, повышающее производительность труда и облегчающее его выполнение. Задача его проста — преобразовывать энергию и передавать движение: к механизму прикладывается сила, которую он в свою очередь «перерабатывает» и передает телу, совершая работу. Обычно наименьший неделимый элемент механизма называется простым или простейшим.

Ему можно дать следующее краткое определение:

Простой механизм — устройство, служащее для преобразования силы.

Механизмы помогают нам везде. Начать с того, что в скелете человека все кости, имеющие свободный ход, являются «простыми механизмами» — рычагами. Продолжить можно чем угодно, хоть содержимым кухонного шкафчика: ножи, топорики для рубки мяса, открывашки, штопоры, ножницы и прочее — все это имеет отношение к простым механизмам. Двери, окна, тележки в супермаркетах, качели, пандусы, пинцеты, ручки смесителя в ванной, колодца, велосипеды, внутренности ремонтного ящика, от гвоздодера до кусачек… продолжать можно долго. Простые механизмы — основа нашей жизни.

Основы простых механизмов

По математике формул очевидно, что с увеличением расстояния перемещения, сила, необходимая для совершения того же объема работы, уменьшается.

К тому же, так как сила — вектор, с помощью механизма мы можем изменять не только ее величину, но и направление.

Рисунок 3. Упрощенный расчет длин траекторий лестницы на примере прямоугольного треугольника.
Принцип: пройти два лишних метра, затратив при этом меньше мышечных сил.

Флаг тридцать тонн не весит, но с помощью механизма мы задали силе противоположное направление и немного выиграли — лезть никуда не придется.

Принцип механического выигрыша

«Немного выиграли» — вся суть механизмов. Благодаря простым механическим устройствам мы меняем направление силы, расстояние ее применения, непосредственно значение силы и все ради того, чтобы получить выигрыш в силе.

Определить выигрыш с точки зрения физики можно так:

Механический выигрыш — величина увеличения силы, получаемая в результате работы простого механизма.

Величина работы никогда не меняется — меняется либо сила, либо расстояние. Выигрыш рассчитывается отношением двух сил:

Виды простых механизмов

Простые механизмы по своей конструкции делятся на два типа: рычаг и наклонная плоскость.

У рычага встречается две разновидности — блок и ворот. Наклонная плоскость так же встречается с двумя разновидностями — винтом и клином.

Ну, чисто технически вы будете правы, если скажете, что мир устроен и построен на шести простых механизмах.

Рычаг

Рычаг. Представляет собой перекладину, которая вращается вокруг неподвижной точки опоры. Рычаг помогает поднимать тяжелые предметы, уравновешивать их. Пример простого рычага — качели-балансиры.

Блок. Разновидность рычага. В простом понимании представляет собой веревку, намотанную на колесо.

Облегчает работу тем, что меняет направление силы. К тому же, тянут веревку обычно вниз, поднимая тем самым груз наверх. А это значит что? Правильно: нам еще и помогает сила тяжести.

Ворот

Ворот. Тоже разновидность рычага. Механизм принципа «ось-колесо». Ось — цилиндр, который фиксирует колесо на месте, а колесо на этой оси вращается.

Входная сила прикладывается к оси, давая выходную силу в виде вращательного движения колеса. Вспомните велосипед: чем активнее вы нажимаете на педаль, тем быстрее двигаетесь.

Наклонная плоскость

Наклонная плоскость. Ранее упомянутый нами в примере лестничный проем — яркий пример того, как выглядит механизм по типу наклонной плоскости.

Это поверхность, у которой один край расположен выше другого. Кстати, именно в наклонных плоскостях кроется секрет постройки древних пирамид Египта.

Винт. Если взять наклонную плоскость, обернуть ее вокруг цилиндра, то мы получим винт — механизм, который используется для того, чтобы что-то опускать, поднимать или обычно просто дабы удерживать два тела вместе.

Типичная крышка от банки или бутылки — показательный пример винта. А вот вкрутить даже маленький винтик — задача времязатратная, поскольку винтовые механизмы значительно увеличивают расстояние применения силы. Чтобы сравнить, можно взять два винта и кусок поролона: один винт в него вдавить, другой вкрутить. А теперь попробуйте вдавить винт в стену…

Клин. Если представить две наклонные плоскости, сходящиеся в одной точке, выйдет то, что называется клином.

Он помогает удерживать предметы на месте, но, что важнее, раскалывать тела или отделять от них части.

Это интересно: почему говорят «клин клином вышибают»?

Этимология фразеологизма тесно связана с тем, как в старину раскалывали массивные бревна.

Одним клином с такой задачей было не справиться: забитый до упора, он лишь частично раскалывал бревно.

Ни клин не достать обратно, ни дров не нарубить. Поэтому рядом с забитым клином вбивали рядом другой — так, чтобы второй заходил глубже и вышибал первый. И так далее, и тому подобное, до тех пор, пока деревянный брусок не расколется напополам.

Вот и выходит, что клин клином вышибают в прямом смысле — один клин вышибают вторым. И откуда только взялась распространенная речевая ошибка «клин клином вышибает»?

Итоги

Так что же, простые механизмы насколько эффективны, что знаменитая архимедова «угроза» про переворот Земли — правда?

Немного математической магии рычагов, о которой вы узнаете совсем скоро, и… выходит один миллион триллионов километров, он же квинтиллион.

Подсказка: возраст Земли — четыре с половиной миллиарда лет. Так вот, пока Архимед будет двигать свой рычаг, Земля успеет пережить более 6000 циклов идущих друг за другом Больших взрывов и апокалипсисов.

Да и дали бы мы Архимеду точку опоры, пусть так. Вопрос в другом: как сконструировать рычаг такой неимоверной длины в земных условиях?

А как же его после переместить в космическое пространство?

Источник

Ворот

Ворот (от — воротить, крутить, вращать) — простейший механизм, предназначенный для создания тягового усилия на канате (тросе, верёвке). Синоним простейшей лебёдки. В более широком смысле воротом называют рычаг (для создания крутящего момента), совершающий при работе полный оборот (вороток в слесарном инструменте, вороты привода мельничных жерновов от лошадей).

Устройства, использующие принцип ворота:

Типы воротов

Литература

См. также

Подъёмно-транспортные машины
Грузоподъёмные	Сложные Брашпиль • Кран • Лифт • Манипулятор • Мебельный лифт • Ножничный подъёмник • Подъёмник • Стол • Тельфер Простые Ворот • Домкрат • Захват • Кабестан • Лебёдка • Полиспаст • Таль
Транспортирующие	Багажная карусель • Канатная дорога • Конвейер • Нория • Патерностер • Траволатор • Элеватор • Эскалатор
Подвесного однорельсового транспорта	Подвесной электротягач • Электро- и автотележки
Напольного транспорта	Погрузчик • Транспортировщик паллет • Тягач • Штабелёр • Электрокар
Погрузочно-разгрузочные	Автомобилеразгрузчик • Вагоноопрокидыватель • Инерционный разгружатель • Ковшовый погрузчик • Пневморазгрузчик • Разгрузочно-штабелёвочная машина • Разгрузочная машина скребкового типа
Другие	Механизированная система парковки автомобилей: Автомобильный накопитель элеваторного типа • Навесное оборудование для погрузчиков • Многоярусный автоматический паркинг

Механизмы

Вращательные

Полезное Смотреть что такое «Ворот» в других словарях: ВОРОТ — 1. ВОРОТ1, ворота, мн. вороты ворота, муж. Край одежды вокруг шеи, а также само отверстие в одежде, в которое продевается шея, с разрезом на груди или без него. Ворот широк, узок. Прямой ворот (с разрезом посередине). Косой ворот (с разрезом… … Толковый словарь Ушакова ВОРОТ — 1. ВОРОТ1, ворота, мн. вороты ворота, муж. Край одежды вокруг шеи, а также само отверстие в одежде, в которое продевается шея, с разрезом на груди или без него. Ворот широк, узок. Прямой ворот (с разрезом посередине). Косой ворот (с разрезом… … Толковый словарь Ушакова ворот — ВОРОТ, а, муж. 1. На одежде: вырез вокруг шеи. Открытый, закрытый в. Прямой в. (с разрезом посередине). Косой в. (с разрезом сбоку). По ворот или по ворот в грязи (об очень грязном человеке). 2. То же, что воротник. Отложной в. Схватить за ворот… … Толковый словарь Ожегова ворот — 1. ВОРОТ, а; м. Вырез в одежде для шеи; пришитая к этому вырезу и облегающая шею полоса ткани. Платье с воротом. Расстегнуть в. Открытый в. (не закрывающий шею). Косой в. (стоячий, с разрезом сбоку). * Брань на вороту не виснет (Погов.). 2. ВОРОТ … Энциклопедический словарь ворот — ворот, мн. вороты и в просторечии ворота. В сочетании с предлогом «за»: за ворот и за ворот … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке ворот — ладонка на вороту, а черт на шее. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. ворот сущ., кол во синонимов: 13 • абня (4) … Словарь синонимов ВОРОТ — простейшая грузоподъемная машина, состоящая из барабана с ручным приводом и каната или цепи, навиваемых на барабан … Большой Энциклопедический словарь ВОРОТ — ВОРОТ, грузоподъемное устройство, состоящее из колеса (барабана), насаженного на ось, и приводимое в действие вручную. Наиболее известным примером является механизм для поднятия ведер с водой из колодца. Состоит из барабана, на который намотана… … Научно-технический энциклопедический словарь ВОРОТ 1 — ВОРОТ 1, а, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова ВОРОТ 2 — ВОРОТ 2, а, м. Простейшая грузоподъёмная машина Ч горизонтальный вал, на который наматывается трос с грузом. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова ВОРОТ — (Windlass) см. Лебедки. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь Источник Презентация на тему: Ворот-разновидность рычага Строение и применение Для того, чтобы получить выигрыш в силе, применяют разные комбинации блоков, например двойной блок. Он состоит из двух блоков разных радиусов, жестко скрепленных между собой и насаженных на общую ось. К каждому блоку прикреплена верёвка так, что она может наматываться на блок или сматываться с него, но не может скользить по блоку. Ворот и кабестан Некоторым видоизменением двойного блока является ворот, который применяется, например, для подъёма воды из колодцев, а также кабестан (вертикальный ворот), применявшийся для подъёма якорей на судах раньше, когда этот подъём производился вручную. Спицы кабестана играют ту же роль, какую и блок большего диаметра в двойном блоке. Следовательно, условия равновесия для ворота такие же, как и для двойного блока, но вместо радиусов меньшего и большего блоков должны быть взяты соответственно радиус барабана и длина спицы, считая от оси до места приложения силы. Так как длину спиц можно сделать во много раз большей радиуса барабана, то ворот позволяет уравновешивать силы во много раз большие, чем те, которые приложены к спицам. Расчёт коэффициента полезного действия и выигрыша в работе 1. Если Fтр=0, то P/F=R/r – условие равновесия рычага – выигрыш в силе. P/F>1; Pr=FR; MP=MF Поскольку блоки жёстко соединены и поворачиваются на один и тот же угол, то за 1 оборот 2ПrPη=2ПRF AP(работа)=2ПrP-полезная; AF=2ПRF-полная(затраченная); η=(AP/AF)100%=100% AP=AF – выигрыша в работе нет. Выигрыш в силе зависит от R/r. 2. Если Fтр есть, то AF=AP+AFтр; AF>AP; AFтр-непроизводительные затраты η=(AP/AF)100% Источник Значение слова «ворот» Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека Устройства, использующие принцип ворота: ворот колодца с ручкой; отвёртка (разница диаметров жала и ручки); велосипед (педали, вращающие звёздочку); рулевое колесо автомобиля, штурвал судна и т. п. средства управления. Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека во́рот I 1. вырез в одежде для шеи, а также пришитая к этому вырезу и облегающая шею полоса ткани (воротник) Фразеологизмы и устойчивые сочетания во́рот II 1. техн. простейшее грузоподъёмное устройство, состоящее из вращаемого рукояткой вала, на который наматывается канат, несущий на свободном конце поднимаемый груз ◆ Для облегчения подъёма грузов часто применяют ворот, состоящий из двух валов, неподвижно закреплённых на одной оси. Владимир Лукашик, Елена Иванова, «Сборник задач по физике. 7-9 кл.», 2003 г. Делаем Карту слов лучше вместе Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться! Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций. Вопрос: утрясти — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное? Источник Ворот и его применение Ворот и его применение Ворот – извечная принадлежность колодцев, одно из древнейших изобретений человеческого гения. Обрезок круглого полена, насаженный на ось и снабженный рукояткой, — вот и все нехитрое устройство этого приспособления для поднятия тяжестей. Часто взамен рукоятки на ось вала укрепляют колесо, похожее на корабельный штурвал. Человек вращает колесо или рукоятку, вал ворота поворачивается, на него наматывается канат, а ведро или бадья, привязанная к канату, поднимается. С помощью ворота поднимали воду из глубоких колодцев знойной Аравии. Изнеможенные рабы египетских фараонов или греческих жрецов ворот выволакивали глыбы мрамора из каменоломен. Воротом поднимали на земную поверхность руды металлов на копях Испании или Македонии. Он оказывался полезным всюду, где было недостаточно силы человеческих рук. Выигрыш в силе, даваемый воротом, зависит от толщины вала и длины рукоятки. Чем длиннее рукоятка и чем тоньше вал, тем больше выигрыш в силе – тут действует тот же закон рычага: во сколько раз рукоятка ворота длиннее радиуса вала, во столько же раз выигрывается в силе и теряется в расстоянии. Обычно колодезный ворот имеет вал толщиной сантиметров около двадцати и примерно метровое колесо. Такой ворот дает пятикратный выигрыш в силе, а рука человека проходит путь в пять раз больший, чем поднимаемый груз. Существует еще один весьма простой механизм – разностный ворот. Представьте себе обычный колодезный ворот, но только его вал сделан разной толщины: одна сторона, допустим правая, потолще, а левая – потоньше. Канат намотан на обе половины вала: один конец на более толстую, а другой – на ту, что потоньше. Середина каната образует петлю, продетую сквозь подвижный блок. Когда вал вращают, канат сматывается с тонкой части вала, проходит сквозь блок и наматывается на толстую часть. Получается нечто похожее на арифметическую задачу с бассейном, к которому подведены две трубы, через меньшую вода вливается, а через большую вытекает. Так и тут: канат сбегает с тонкой части вала ворота и навивается на толстую, а блок мало-помалу подтягивается к вороту. Выигрыш в силе, даваемый таким воротом, зависит от разницы в длине окружностей толстой и тонкой частей вала, и ворот поэтому называется разностным, или дифференцированным. Чем меньше разница между диаметрами тонкой и толстой частей, тем больше выигрыш в силе. Разницу в толщине обеих частей вала можно сделать совсем незначительной, а потому выигрыш в силе получится громадным. Простейшая ручная лебедка – это два ворота, соединенные в один механизм. Рабочий, вращая рукоятку одного ворота, приводит в движение вал с зубчатым колесом-шестеренкой, которая соединена с большим зубчатым колесом второго ворота. Вал второго ворота тянет и наматывает на себя канат. Если каждый ворот лебедки дает десятикратный выигрыш в силе, то оба вместе, то есть вся лебедка в целом, увеличат силу тяги в сто раз. Грузоподъемность современных лебедок может быть свыше 100 кН. Они работают на канатных дорогах, на буровых установках, выполняют строительно-монтажные и погрузочно-разгрузочные работы. Источник ← что такое бурфи и как его готовить в каком году был утвержден российский триколор → Вам также понравится что лучше пцр или кровь на ковид 20.12.202321.09.2023 admin 0 что можно посадить рядом с елкой на даче 23.12.202309.09.2023 admin 0 работа по уборке квартир и коттеджей 18.12.202307.09.2023 admin 0 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.