PROJEKT MGP Nazwa szkoły: ID grupy: Kompetencja: Temat projektowy: Zespół Szkół Zawodowych im. Prof.. Gerharda Domagka Zespół Szkół Ogrodniczych im. Saperów Wojska Polskiego ID grupy: 97/47_MF_G1 97/38_MF_G1 Kompetencja: Matematyczno - Fizyczna Temat projektowy: „Maszyny proste” Semestr/rok szkolny: Drugi – 2010/2011

MASZYNY PROSTE STOSUJĄC MASZYNY PROSTE, ZYSKUJEMY NA SILE, ALE NIE ZYSKUJEMY NA PRACY!!!

Maszyny proste są to urządzenia, które w swoim działaniu wykorzystują różne prawa fizyczne, tak aby używając jak najmniejszej siły przesunąć, podnieść lub rozłupać jakieś ciało. Maszyny proste nie zmniejszają potrzebnej pracy do wykonania określonej czynności, a jedynie ułatwiają człowiekowi jej wykonanie.

W=F·s Zmniejszenie siły powoduje zwiększeniu drogi na której ta siła ma działać. Przykładem jest dzwignia odkryta ponad 2200 lat temu przez żyjącego w Syrakuzach Archimedesa. Archimedes używał dźwigni do podnoszenia wielkich kamieni. Znane jest jego powiedzenie "Dajcie mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię"

Jak działa dzwignia dwustronna?

Dźwignia dwustronna To belka lub pręt zawieszony lub podparty, na który po obu stronach osi obrotu działaj co najmniej jedna siła o zgodnych zwrotach. , - ramiona dźwigni

Aby dźwignia była w równowadze, iloczyny sił i długości ramion muszą być równe: F1•r1= F2•r2

Mniejsza siła – dłuższa droga !!! F1•s1= F2•s2 s1 s2 Mniejsza siła – dłuższa droga !!!

Przykłady dźwigni dwustronnej Nożyce Kombinerki Obcęgi Żuraw do czerpania wody

Dźwignia jednostronna Zasada działania jak w dzwigni dwustronnej. Iloczyny sił i ramion muszą być równe. Punkt podparcia jest na końcu, siły działają w przeciwnych kierunkach

Przykład dźwigni jednostronnej Dziadek do orzechów taczki

Kołowrót Jednym z rodzajów maszyn prostych wykorzystywanych w życiu codziennym jest kołowrót. Zasada działania oparta na dzwigni dwustronnej.

Przykłady kołowrotów Kierownica w samochodzie Pedał w rowerze Kurki przy zlewozmywaku Kołowrót wykorzystuje się do transportu wody ze studni

Równia pochyła W wielu przypadkach zamiast podnosić przedmiot na znaczną wysokość, wtacza się go lub wciąga po równi pochyłej. Droga l jest dłuższa od wysokości h, za to zyskujemy na sile. Siła potrzebna do wtoczenia będzie zdecydowanie mniejsza l h I – długość równi pochyłej h – wysokość równi pochyłej

h Wciągając ciało używamy siły F, podnosząc ciało używamy siły równej ciężarowi Q Widać różnicę pomiędzy tymi siłami. Zmniejszając kąt nachylenia równi α, zmniejszamy siłę F, proporcjonalnie wzrasta droga wzdłuż równi. Praca musi być przecież taka sama.

h Teraz widać, o ile mniejszej siły używamy wciągając ciało. Domyślacie się zapewne jak zbudowało piramidy.Wciąganie ciężkich kilkunasto tonowych kamieni wysoko na piramidę nie było łatwym zadaniem. Równia pochyła, bale jako namiastka koła, dzwignie i inne maszyny proste - tak wyglądał plac budowy.

Przykłady równi pochyłej: Schody Podjazdy Skocznie narciarskie Śruba Jej odmianą są również kliny używane jako: siekiery, noże, igły , gwoździe.

ŚRUBA Śruba - będąca elementem konstrukcyjnym rozpatrywana jako maszyna prosta jest równią pochyłą nawiniętą na walec. Śruba charakteryzowana jest przez jej średnicę (d) oraz skok gwintu (h). Między parametrami tymi a kątem nachylenia równi zachodzi związek: im większy kąt równi pochyłej, tym większy skok gwintu.

Zależność pomiędzy skokiem gwintu a kątem α nachylenia równi

KLIN Po złożeniu dwóch równi podstawami otrzymamy klin. Niezwykle przydatne narzędzie do rąbania , łupania i przecinania

Im mniejszy kąt α klina, tym większa różnica pomiędzy siłami P i Q

Rozkład sił w klinie: P – siła z jaką wbijamy siekierę w drewno Q – siła rozłupująca drewno

BLOCZKI RUCHOME I NIERUCHOME Blok nieruchomy to umocowany krążek który może się swobodnie obracać wokół swojej osi. Jego funkcja to zmiana zwrotu i kierunku działania siły. Aby przemieścić jakiś ciężar na daną wysokość przy użyciu bloczka nieruchomego siła jest skierowana w dół, a więc można użyć np. innego, większego ciężaru.

Blok ruchomy nie tylko zmienia zwrot i kierunek siły, ale również ją zmniejsza. Bloki ruchome stosuje się razem z blokami nieruchomymi. Prosty układ z jednym blokiem ruchomym: Siła F, którą podnosimy ciężar mg wraz z ruchomym bloczkiem jest dwukrotnie mniejsza od ciężaru ciała. Nic za darmo: podnosząc ciężar na wysokość h musimy wyciągnąć dwa razy dłuższy odcinek liny.

Układ bloczków ruchomych i jednego nieruchomego: na każdym ruchomym bloczku następuje dwukrotne zmniejszenie siły. Widać efekt końcowy – jedna ósma siły, czyli jedna szesnasta ciężaru ciała.

PODSUMOWANIE Maszyny proste to nieskomplikowane przedmioty używane tak, aby pracę mechaniczną (np. przy podnoszeniu przedmiotu) można było wykonać zmieniając zwrot lub wartość siły. Używane są jako narzędzia ułatwiające wykonywanie wszelakich prac. Są też elementami urządzeń mechanicznych i elektromechanicznych. Zasada działania tych przedmiotów oparta jest na zmniejszeniu naszej siły kosztem zwiększenia drogi pokonywanej przez przedmioty. Używane od niepamiętnych czasów skutecznie ułatwiają nam życie