Zpráva o ovládání páky. Fyzikální výzkumný dokument na páce

Již od pradávna lidé používali různá pomocná zařízení, která si usnadnili práci. Jak často, když potřebujeme přesunout velmi těžký předmět, vezmeme jako pomocníka hůl nebo tyč. Toto je příklad jednoduchého mechanismu – páky.

Aplikace jednoduchých mechanismů

Existuje mnoho typů jednoduchých mechanismů. Jedná se o páku, blok, klín a mnoho dalších. Ve fyzice jsou jednoduché mechanismy zařízení používaná k přeměně síly. Jednoduchým mechanismem je také nakloněná rovina, která pomáhá válet nebo vytahovat těžké předměty nahoru. Velmi běžné je použití jednoduchých mechanismů jak ve výrobě, tak v běžném životě. Nejčastěji se k získání síly používají jednoduché mechanismy, to znamená k několikanásobnému zvýšení síly působící na tělo.

Páka ve fyzice je jednoduchý mechanismus

Jedním z nejjednodušších a nejběžnějších mechanismů, který se studuje ve fyzice v sedmé třídě, je páka. Ve fyzice je páka tuhé těleso schopné rotace kolem pevné podpěry.

Existují dva typy pák. U páky prvního druhu je opěrný bod umístěn mezi liniemi působení působících sil. U páky druhé třídy je opěrný bod umístěn na jedné jejich straně. To znamená, že pokud se snažíme pomocí páčidla pohnout těžkým předmětem, pak páka prvního druhu je situace, kdy pod páčidlo položíme blok a zatlačíme na volný konec páčidla. V tomto případě bude naší pevnou podporou blok a působící síly jsou umístěny na obou jeho stranách. A páka druhého druhu je, když položíme hranu páčidla pod váhu, vytáhneme páčidlo nahoru, čímž se snažíme předmět převrátit. Zde je opěrný bod umístěn v bodě, kde páčidlo spočívá na zemi, a působící síly jsou umístěny na jedné straně opěrného bodu.

Zákon rovnováhy sil na páce

Pomocí páky můžeme nabrat sílu a zvednout břemeno, které je příliš těžké na to, abychom jej zvedli holýma rukama. Vzdálenost od opěrného bodu k bodu působení síly se nazývá rameno síly. Navíc, Rovnováhu sil na páce můžete vypočítat pomocí následujícího vzorce:

F1/ F2 = l2 / l1,

kde F1 a F2 jsou síly působící na páku,
a l2 a l1 jsou ramena těchto sil.

To je zákon pákové rovnováhy, který říká: páka je v rovnováze, když síly na ni působící jsou nepřímo úměrné ramenům těchto sil. Tento zákon zavedl Archimedes již ve třetím století před naším letopočtem. Z toho vyplývá, že menší síla může vyvážit větší. K tomu je nutné, aby rameno menší síly bylo větší než rameno větší síly. A zesílení síly získané pomocí páky je určeno poměrem ramen působících sil.

Když musíte zvednout těžké břemeno, například velký balvan na poli, často to děláte takto: zasuňte silnou hůl s jedním koncem pod balvan, poblíž tohoto konce umístěte malý kámen, poleno nebo něco jiného jako oporu, a položte ruku na druhý konec tyče. Pokud je balvan příliš těžký, pak je možné jej tímto způsobem zvednout z místa.

Taková silná hůl, která se může otáčet kolem jednoho bodu, se nazývá „páka“ a bod, kolem kterého se páka otáčí, je jejím „otočným bodem“. Musíme si také pamatovat, že vzdálenost od ruky (obecně od bodu, kde působí síla) k opěrnému bodu se nazývá „paže páky“; nazývaná také vzdálenost od místa, kde kámen tlačí na páku, k opěrnému bodu. Každá páka má tedy dvě ramena. Tyto názvy částí páky potřebujeme, abychom mohli pohodlněji popsat její činnost.

Není těžké otestovat fungování páky: můžete proměnit libovolnou hůl v páku a pokusit se s ní převrhnout alespoň stoh knih, přičemž svou páku podepřete stejnou knihou. Při takových experimentech si všimnete, že čím delší je rameno, na které tlačíte rukou, ve srovnání s druhým ramenem, tím snazší je zvednout zátěž. Velké zatížení páky vyrovnáte malou silou pouze tehdy, když působíte na dostatečně dlouhé rameno páky - dlouhé oproti druhému rameni. Jaký by měl být poměr mezi vaší silou, velikostí zátěže a rameny páky, aby vaše síla zátěž vyrovnala? Poměr je tento: vaše síla by měla být tolikrát menší než zátěž, o kolik je krátká paže menší než dlouhá.

Uveďme příklad. Předpokládejme, že potřebujete zvednout kámen o hmotnosti 180 kg; krátké rameno páky je 15 cm a dlouhé rameno je 90 cm Síla, kterou musíte zatlačit na konec páky, bude označena písmenem x. Pak musí existovat poměr:

X: 180= 15: 90.

To znamená, že musíte tlačit na dlouhé rameno silou 30 kg.

Jiný příklad: o konec dlouhého ramene páky se můžete opřít silou pouhých 15 kg. Jaké největší břemeno můžete zvednout, pokud má dlouhé rameno 64 cm a krátké 28 cm?

Označením neznámého zatížení x vytvoříme poměr:

15: X= 28: 84,

To znamená, že s touto pákou nezvednete více než 45 kg.

Podobným způsobem můžete vypočítat délku ramena páky, pokud není známa. Například síla 10 kg vyrovná zátěž 150 kg na páce. Jaká je délka krátkého ramene této páky, je-li její dlouhé rameno 105 cm?

Označením délky krátké paže písmenem x vytvoříme poměr:

10: 150 = x: 105,

Krátké rameno má 7 cm.

Uvažovaný typ páky se nazývá páka prvního druhu. Existuje i páka druhého druhu, se kterou se nyní seznámíme.

Předpokládejme, že potřebujete zvednout velký trám (obr. 14). Pokud je na vaši sílu příliš těžká, dáte pod trám silnou hůl, opřete její konec o podlahu a druhý konec vytáhnete nahoru. V tomto případě je hůl páka; její opěrný bod je na samém konci; vaše síla působí na druhém konci; ale zátěž netlačí na páku na druhé straně opěrného bodu, ale na stejné straně, kde působí vaše síla. Jinými slovy, ramena páky jsou v tomto případě: dlouhá - po celé délce páky a krátká - její část zasunutá pod nosník. Opěrný bod neleží mezi silami, ale mimo ně. To je rozdíl mezi pákou 2. třídy a pákou 1. třídy, ve které jsou zatížení a síla umístěny na opačných stranách otočného bodu.

Rýže. 14. Páky 1. a 2. druhu: zatížení a síla jsou umístěny na opačných stranách opěrného bodu

Přes tento rozdíl je poměr sil a ramen na páce 2. druhu stejný jako na páce 1. druhu: síla a zatížení jsou nepřímo úměrné délkám paží. V našem případě, pokud je k přímému zvednutí dveří potřeba například 27 kg a délka ramen je 18 cm a 162 cm, pak síla X, se kterým musíte působit na konec páky se určí z poměru

V této lekci, jejímž tématem je „Jednoduché mechanismy“, budeme hovořit o mechanismech, které nám pomáhají v naší práci. Na stavbách, ve výrobě, na dovolené – všude, kde potřebujeme pomoc. Tito pomocníci jsou páky. Dnes o nich budeme mluvit, stejně jako vyřešit problém a analyzovat některé z nejjednodušších příkladů ze života.

V této lekci budeme hovořit o jednoduchých mechanismech.

Jednoduché mechanismy- Jedná se o zařízení, s jejichž pomocí je práce vykonávána pouze díky mechanické energii. Jsme obklopeni zařízeními, která fungují na elektřinu (viz obr. 1), využívající energii spalování paliva, ale ne vždy tomu tak bylo.

Rýže. 1. Rychlovarná konvice poháněná elektřinou

Dříve bylo možné veškerou práci provádět virtuálně rukama, nebo pomocí zvířat, vlivem větru nebo proudění vody (mlýn), tedy díky mechanické energii (viz obr. 2).

Rýže. 2. Staré jednoduché mechanismy

A k tomu pomáhají jednoduché mechanismy, které usnadňují práci.

Naše síly jsou omezené a to je problém. Nemůžeme například zvednout a přemístit tunu cihel z jednoho místa na druhé najednou. Ale můžeme strávit více času, projít větší vzdálenost tam a zpět a nosit cihly po čtyřech nebo tolik, kolik uneseme. A co šroub, který je potřeba zašroubovat do dřeva? Nemůžeme to zašroubovat holýma rukama. Je také nemožné sešroubovat to kus po kuse, jako horu cihel cihlu po cihle. Musíte použít mechanismus, šroubovák. S ním musíme šroub otočit o několik otáček, aby zašel do stromu alespoň o centimetr. Je to ale nesrovnatelně jednodušší než ručně.

Vezměme si takový jednoduchý mechanismus, jako je například lopata. Samozřejmě to usnadňuje práci, je mnohem snazší kopat s ním než rukama. Zabodli jsme lopatu do země. Chcete-li zvednout hroudu země, musíte zatlačit na řez. Kde budete tlačit, aby to bylo jednodušší? Zkušenosti naznačují, že je třeba přitlačit, tedy použít sílu, blíže ke konci rukojeti (viz obr. 3).

Rýže. 3. Výběr místa působení síly

Pokuste se použít sílu blíže k čepeli lopaty; zvedání hroudu země bude mnohem těžší. Pokud použijete stejnou sílu, už nebudete schopni nic zvednout. To je důvod, proč se lopaty s krátkou rukojetí, jako jsou sapérské lopaty, vyrábějí s malou čepelí: s krátkou rukojetí stále nezvednete velké množství půdy.

Lopata je páka. Páka je pevné těleso, které má pevnou osu otáčení (nejčastěji se jedná o opěrný nebo závěsný bod). Působí na něj síly, které ho mají tendenci otáčet kolem jeho osy otáčení. U lopaty je osou otáčení opěrný bod na horní hraně otvoru (viz obr. 4).

Rýže. 4. Osa otáčení lopaty

Hrouda zeminy, kterou zvedáme, působí na ostří lopaty určitou silou a naše ruce působí na rukojeť menší silou (viz obr. 5).

Rýže. 5. Působení sil

Podívejme se na další příklad: všichni jeli na balanční houpačce (viz obr. 6).

Rýže. 6. Balanční švih

To je také páka: existuje pevná osa otáčení, kolem které se houpačka otáčí pod vlivem dětské gravitace.

Abyste převážili svého kamaráda sedícího na protějším sedadle a zvedli ho, posadíte se na samý okraj houpačky. Pokud se posadíte blíže k podpěře houpačky, možná ji nebudete moci převážit. Pak musíte na své místo postavit někoho dospělého a těžkého (viz obr. 7).

Rýže. 7. Aplikovaná síla musí být větší než na hraně

V tomto místě působení síly je potřeba větší síly, než když síla působila na hranu houpačky (viz obr. 8).

Rýže. 8. Aplikace sil

Jak jste si již všimli, čím dále od opěrného bodu působíme silou, tím méně síly je potřeba k vykonání stejné práce. Kromě toho je potřebná síla tolikrát menší, jako je síla páky. Rameno páky- jedná se o vzdálenost od bodu podepření nebo zavěšení páky k bodu působení síly (viz obr. 9).

Rýže. 9. Pákový efekt a síla

Budeme působit silami kolmo na páku.

Směr síly působící na páku

Jakým směrem budete tlačit lopatu, abyste zvedli půdu? Na lopatu budete působit silou tak, aby se ovinula kolem opěrného bodu, tedy kolmo k rukojeti (viz obr. 10).

Pokud budete pracovat podél rukojeti, nezvedne zem, pokud lopatu nevytáhnete ze země nebo ji nezapíchnete hlouběji. Pokud tlačíte na rukojeť pod úhlem, lze si sílu představit jako součet dvou sil: tlačíte kolmo k rukojeti a zároveň tlačíte nebo táhnete podél rukojeti (viz obr. 11).

Rýže. 11. Působení síly podél rukojeti

Lopatou se bude otáčet pouze kolmá složka.

Máme tedy páku a dvě síly, které na ni působí: hmotnost břemene a sílu, kterou toto břemeno zvedneme. Zjistili jsme, že čím větší je rameno páky, tím menší síla je potřeba k vyvážení páky. Navíc, čím větší je rameno páky, tím menší je síla. Matematicky to lze zapsat jako podíl:

Nezáleží na tom, zda síly působí na opačných stranách opěrného bodu nebo na stejné straně. V prvním případě byla páka nazývána pákou prvního druhu (viz obr. 12) a ve druhém - páka druhého druhu (viz obr. 13).

Rýže. 12. Páka prvního druhu

Rýže. 13. Páka druhého typu

Práce s lopatou

Podívali jsme se, jak nám lopata umožňuje snadnější kopání. Opírá se o okraj vytvořeného otvoru v zemi, to bude osa jeho otáčení. Váha země působí na krátké rameno páky rukou působíme silou na dlouhé rameno páky (viz obr. 14).

Rýže. 14. Aplikace sil na lopatu

Navíc, bez ohledu na to, kolikrát se ramena páky liší, síly působící na tato ramena se liší o stejnou hodnotu.

Takže jsme zvedli kus země, ale pak musíme vzít lopatu oběma rukama, úplně ji zvednout a pohnout zemí. Kde uchopíme rukojeť lopaty svou vteřinovou rukou? Vše je jednoduché, když již známe princip fungování páky. Novou oporou pro páku se stane sekundová ručička. Musí být umístěna tak, aby opět nabrala na síle, musí opět rozdělit páku na krátké a dlouhé paže. Lopatu tedy vezmeme co nejblíže ostří lopaty. Zkuste lopatu zvednout tak, že se budete oběma rukama držet okraje – nemusí se vám to podařit ani s prázdnou lopatou.

Princip, podle kterého páka funguje, se používá velmi často. Například kleště jsou pákou prvního druhu (viz obr. 15). Na rukojeti kleští působíme silou a kleště působí na kus drátu, trubky nebo matice silou mnohem větší v modulu než . Kolikrát více, kolikrát více:

Rýže. 15. Příklad páky prvního druhu

Další pákou je otvírák na konzervy, jen nyní jsou aplikační body na jedné straně osy O. A opět působíme silou na rukojeť a čepel otvíráku působí na plechovku konzervy mnohem větší silou (viz. Obr. 16).

Rýže. 16. Ukázka páky druhé třídy

Kolikrát více než? Stejné množství, kolikrát více než:

Nárůst síly může být enormní, jsme omezeni pouze délkou páky a její silou.

Spočítejme si, jak dlouhá musí být páka, aby s její pomocí mohla křehká dívka vážící 50 kg zvednout auto o hmotnosti 1500 kg tak, že celou svou vahou na páku zatlačí. Otočný bod páky umístíme tak, aby krátké rameno páky bylo rovné 1 m (viz obr. 17).

Rýže. 17. Kresba k problému

Problém popisuje páku (viz obr. 18).

Rýže. 18. Podmínka úkolu 1

Víme, kolikrát je nárůst síly získán pákou:

Síly působí na opačné strany podpěry páky, takže dvě ramena páky se sčítají na její délce:

Matematicky jsme popsali proces uvedený v podmínce. V našem případě je síla působící na rameno hmotnost auta a síla působící na rameno je hmotnost dívky.

Teď už zbývá jen vyřešit rovnice a najít odpověď.

Z první rovnice zjistíme rameno Větší síla je aplikována na menší rameno páky, což znamená, že toto je krátké rameno, rovné 1 m.

Délka páky je:

Odpověď: 31 m.

Jak hrabe lopata sama?

Při zvažování příkladů jsme nebrali v úvahu gravitační sílu působící na páku.

Představte si, že jsme mělce zabodli lopatu do země. Pokud je lopata dostatečně těžká, bude schopna bez naší pomoci zvednout malou masu zeminy, dokonce ani nebudeme muset na rukojeť vyvíjet žádnou sílu. Lopatka se bude otáčet kolem osy otáčení vlivem gravitace působící na rukojeť lopaty (viz obr. 19).

Rýže. 19. Otáčení lopaty kolem její osy

Nejčastěji je však hmotnost páky zanedbatelná ve srovnání se silami, které na ni působí, proto v našem modelu považujeme páku za beztížnou.

Na příkladu dívky a auta jsme viděli, že s pomocí páky můžeme dělat práci, kterou bychom bez páky nikdy neudělali. Pomocí páky by bylo možné pohnout i Zemí, jak o tom mluvil Archimédes (viz obr. 20).

Rýže. 20. Archimédova hypotéza

Problém je v tom, že páku není o co opřít, chybí vhodný opěrný bod. A vy si samozřejmě umíte představit, jak nepředstavitelně dlouhá taková páka musí být, protože hmotnost Země je 5974 miliard miliard tun.

Všechno funguje příliš dobře: můžeme téměř neomezeně snižovat sílu potřebnou k práci. Musí to mít nějaký háček, jinak by s pákovým efektem byly naše možnosti neomezené. v čem je háček?

Pomocí páky působíme menší silou, ale zároveň děláme větší pohyb (viz obr. 21).

Rýže. 21. Pohyb se zvyšuje

Posunuli jsme rukojeť lopaty na délku paže, ale zvedli jsme půdu jen o pár centimetrů. Archimedes, kdyby konečně našel opěrný bod, za celý svůj život by nestihl otočit pákou tak, aby pohnul Zemí. Čím méně síly použijeme, tím více pohybu uděláme. A součin síly a přemístění, tedy práce, zůstává konstantní. To znamená, že páka dává zisk na síle, ale ztrátu v pohybu nebo naopak.

Páky, které se používají obráceně

Ne vždy se páky používají k práci s menší silou. Někdy je důležité vyhrát tah, i když to znamená použít větší sílu. To dělá rybář, když potřebuje vytáhnout rybu a přemístit ji na velkou vzdálenost. Rybářský prut přitom používá jako páku, působící silou na jeho krátké rameno (viz obr. 22).

Rýže. 22. Použití rybářského prutu

Naše ruka je také páka. Svaly paže se stahují a paže se ohýbá v lokti. Zároveň dokáže zvednout nějaké břemeno a dělat práci. V tomto případě svaly a zátěže působí určitými silami na kosti předloktí (viz obr. 23).

Rýže. 23. Naše ruka je páka

Osou rotace předloktí je loketní kloub. Z takových pák se skládá celý náš pohybový aparát. A samotný termín „paka“ je pojmenován analogicky s ramenem jedné z pák v našem těle - paží.

Svaly jsou navrženy tak, že se při stažení nemohou zkrátit o půl metru, který potřebujeme zvednout například šálek čaje. Musíte vyhrát v pohybu, takže svaly jsou připojeny blíže ke kloubu, k menšímu rameni páky. V tomto případě je potřeba vyvinout větší sílu, ale pro svaly to není problém.

Páka není jediným jednoduchým mechanismem, který nám usnadňuje práci.

Jaký jednoduchý mechanismus používáte, když jdete do prvního patra? Můžete skočit k oknu, pokud je to možné, a jen vlézt do místnosti. Jsme zvyklí dělat stejnou práci, přesouvat se domů mnohem bezpečněji a snadněji – šplháním po schodech. Tímto způsobem urazíme delší vzdálenost, ale použijeme na sebe méně síly. Uděláme-li dlouhé mírné schodiště, bude výstup ještě snazší, půjdeme téměř jako po rovině, ale budeme muset urazit delší vzdálenost (viz obr. 24).

Rýže. 24. Ploché schodiště

Nakloněná rovina je jednoduchý mechanismus. Vždy je jednodušší něco těžkého nezvedat, ale táhnout to z kopce.

Podívejme se, jak sekera štípe dřevo. Její ostří se brousí a rozšiřuje blíže k podstavě a čím hlouběji je klín sekery zaražen do dřeva, tím více se šíří a případně štěpí (viz obr. 25).

Rýže. 25. Sekání dříví

Princip činnosti klínu je stejný jako u nakloněné roviny. Oddálit kusy dřeva o centimetr od sebe by vyžadovalo obrovskou sílu. Na klín stačí vyvinout menší sílu, ale budete muset udělat větší pohyb hlouběji do dřeva.

Šrouby fungují na stejném principu nakloněné roviny. Podívejme se na šroub blíže: drážka podél šroubu je nakloněná rovina, pouze ovinutá kolem hřídele šroubu (viz obr. 26).

Rýže. 26. Nakloněná rovina šroubu

A také bez námahy zašroubujeme šroub do hloubky, kterou potřebujeme. Zároveň, jako obvykle, ztrácíme v pohybu: musíte udělat mnoho otáček šroubu, abyste jej zahnali o několik centimetrů. Ať tak či onak, je to lepší než roztahovat dřevo a vkládat šroub.

Když šroubovákem zašroubujeme šroub, práci si ještě usnadníme: šroubovák je páka. Podívejte se: síla, kterou šroub působí na hrot šroubováku, působí na menší rameno páky a rukou působíme na větší rameno (viz obr. 27).

Rýže. 27. Princip činnosti šroubováku

Rukojeť šroubováku je tlustší než čepel. Kdyby měl šroubovák rukojeti jako vývrtka, byl by zisk na síle ještě větší.

Jednoduché mechanismy používáme tak často, že si toho ani nevšimneme. Vezměme si obyčejné dveře. Dokážete vyjmenovat tři případy použití jednoduchého mechanismu při ovládání dveří?

Věnujte pozornost tomu, kde je rukojeť. Nachází se vždy na okraji dveří, dále od pantů (viz obr. 28).

Rýže. 28. Umístění kliky na dveřích

Zkuste dveře otevřít nebo zavřít zatlačením do blízkosti pantů, půjde to obtížně. Dveře jsou páka a aby bylo možné dveře otevřít co nejmenší silou, musí být rameno této síly co největší.

Pojďme se blíže podívat na samotnou rukojeť. Pokud by to byla holá náprava, bylo by těžké otevřít dveře. Klika zvětší rameno, na které působí síla, a my při menší síle otevřeme dveře (viz obr. 29).

Rýže. 29. Klika dveří

Podívejme se blíže na tvar klíče. Myslím, že můžete odpovědět, proč jsou vyrobeny se širokými hlavami. Proč nejsou panty, na kterých jsou dveře drženy, umístěny vedle sebe, ale přibližně ve čtvrtině výšky od okrajů dveří? Vzpomeňte si, jak jsme vzali lopatu, když jsme ji zvedli – stejný princip je zde. Pozor si můžete dát i na šikmo seříznutý jazýček zámku, na šrouby, kterými jsou dveře přišroubovány k pantům (viz obr. 30).

Rýže. 30. Dveřní panty

Jak vidíte, jednoduché mechanismy jsou základem všech druhů zařízení - od dveří a sekery až po jeřáb. Používáme je nevědomě, když vybíráme například, kde chytit větev, abychom ji naklonili. Při stvoření člověka sama příroda použila jednoduché mechanismy, když vytvořila náš pohybový aparát nebo zuby s jejich klínovitým tvarem. A když budete pozorní, všimnete si mnohem více příkladů, jak jednoduché mechanismy usnadňují mechanickou práci, a budete je moci využívat ještě efektivněji.

Tímto naše lekce končí, děkujeme za pozornost!

Reference

Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Physics: Referenční kniha s příklady řešení problémů. - 2. vydání, revize. - X.: Vesta: Nakladatelství Ranok, 2005. - 464 s.
Peryshkin A.V. Fyzika: Učebnice 7. ročník. - M.: 2006. - 192 s.

Virtuallab.by ().
School.xvatit.com ().
Lena24.rf ().
Fizika.ru ().

Domácí úkol

Co je páka? Uveďte definici.
Jaké příklady pák znáte?
Délka menšího ramene páky je 5 cm, většího je 30 cm Na menší rameno působí síla 12 N Jaká síla musí působit na větší rameno, aby se páka vyrovnala.

Každé moderní auto. Zajišťuje spojení a přenos všech sil do karoserie vozidla.

Tato část je zařízení připojené jedním koncem ke kolu a druhým ke karoserii. Díky této páce se kola pohybují vertikálně a přenášejí své síly na rám.

V současné době existuje několik typů takových zařízení:

Podélné přední rameno zavěšení.
Příčný.
Úhlopříčka.
Tyč.
Trojúhelníkový.

Kde je nainstalován?

Zpravidla se tento mechanismus montuje na vozy s tím, že tento pojezdový systém nemá stejné spojení mezi koly jako závislý (kola jsou spojena pomocí plechového nosníku, takže se od sebe autonomně pohybují). V našem případě odpružení zahrnuje přítomnost různých pák spojujících zavěšenou část vozidla s koly. Všechny prvky jsou tedy vzájemně propojeny.

Mimochodem, v moderním světě stále více výrobců odmítá používat závislé odpružení, protože nemá tak vysoký stupeň spolehlivosti jako druhý. Proto taková technologie zůstala pouze u domácího automobilového průmyslu.

A vraťme se k pákám. Nyní se mnoho konstruktérů zabývá víceprvkovými konstrukcemi, které poskytují pneumatikám ideální kinematiku, stabilitu a dobrou ovladatelnost vozu. Jedno kolo může být vybaveno dvěma nebo dokonce čtyřmi pákami. Čím více prvků na jednom disku, tím složitější a dražší bude provedení. Výrobci automobilů se proto snaží mít na jedno kolo maximálně pár takových mechanismů.

Když auto potřebuje vyměnit páku

Tento prvek může každou chvíli selhat, proto, abyste se vyhnuli problémům na silnici, měli byste pravidelně diagnostikovat provozuschopnost specifikovaného dílu. Jeho opotřebení si naštěstí můžete určit sami. Navíc vám veškerá práce nezabere ani pět minut. Abyste zjistili, zda rameno předního závěsu funguje nebo ne, měli byste rameno s kulovým kloubem namontovat tak, aby se trn středící části dotýkal konce čepu závěsu. Poté byste měli vložit instalační prsty do vnějších a středních otvorů. Pokud to uděláte bez námahy, je přední příčné rameno v dobrém stavu. Pokud prsty vniknou do otvoru pouze silou, znamená to, že díl je zdeformovaný a musí být vyměněn. Můžete jít jinou cestou - opravit tu starou. V tomto případě se zakoupí opravná sada se všemi potřebnými díly a provede se proces opravy.

Kolik stojí rameno předního zavěšení auta?

Cena tohoto zařízení přímo závisí na značce vozu. Přední závěsné rameno VAZ „deváté“ a „desáté“ rodiny tak stojí asi šest set rublů. U dovezeného Renaultu bude stejná část stát nejméně 3 tisíce rublů.

Materiál z Wikipedie – svobodné encyklopedie

Obecné informace

Páka je jedním z nejjednodušších mechanismů. Je to tuhý nosník, který se může otáčet kolem opěrného bodu (závěsu). Části nosníku od místa podepření až po místo působení sil se nazývají ramena páky. Vzhledem k bodu otáčení mohou být místa působení sil na různých stranách (páka prvního druhu) nebo na stejné straně (páka druhého druhu).

Páka se používá k vytvoření větší síly na krátkou paži s menší silou na dlouhou paži (nebo k vytvoření většího pohybu na dlouhé paži s menším pohybem na krátké paži). Tím, že je rameno páky dostatečně dlouhé, lze teoreticky vyvinout jakoukoli sílu.

Příběh

Člověk začal páku používat již v pravěku, intuitivně pochopil její princip. Nástroje jako motyka nebo pádlo se používaly ke snížení síly, kterou člověk potřeboval vynaložit. V pátém tisíciletí př. n. l. se v Mezopotámii používaly váhy, využívající principu páky k dosažení rovnováhy. Později byla v Řecku vynalezena ocelárna, která umožnila změnit rameno aplikace síly, což umožnilo pohodlnější použití vah. Kolem roku 1500 př.n.l. E. V Egyptě a Indii se objevuje shaduf (studna s „jeřábem“), předchůdce moderních kohoutků, zařízení pro zvedání nádob s vodou.

Není známo, zda se tehdejší myslitelé pokusili vysvětlit princip fungování páky. První písemné vysvětlení bylo podáno ve 3. století před naším letopočtem. E. Archimedes, spojující pojmy síla, zatížení a rameno. Jím formulovaný zákon rovnováhy se používá dodnes a zní takto: „Síla vynásobená ramenem působení síly se rovná zatížení vynásobenému ramenem aplikace zatížení, kde rameno působící síly je vzdálenost od bodu působení. síly na podpěru a rameno působícího zatížení - to je vzdálenost od bodu působení zatížení k podpěře." Podle legendy, když si Archimedes uvědomil význam svého objevu, zvolal: „Dejte mi opěrný bod a já obrátím Zemi! . Pravda, za svého života by to nedokázal. Vždyť aby se Země zvedla byť jen o centimetr, muselo by se desítky milionů let (rychlostí 1 centimetr za minutu) pohybovat neuvěřitelně dlouhou pákou.

Příklad složené páky používané v každodenním životě lze nalézt v nůžkách na nehty.

V moderním světě se princip pákového účinku používá všude. Téměř každý mechanismus, který transformuje mechanický pohyb, používá páky v té či oné podobě. Jeřáby, motory, kleště, nůžky a tisíce dalších mechanismů a nástrojů využívají ve svém návrhu páky.

Princip fungování

\A_1 = F_1 \Delta h_1

Když se podíváte z druhé strany, síla působící na druhou stranu musí fungovat

$\A_2 = F_2 \Delta h_2$ ,

Kde $\Delta h_2$ je pohyb konce páky, na který působí síla $F_2$ . Aby byl pro uzavřený systém splněn zákon zachování energie, musí být práce působících a protilehlých sil stejná, tj.

$\A_1 = A_2$ , $\F_1 \Delta h_1 = F_2 \Delta h_2$ .

Stejný přístup k řešení lze aplikovat na složitější systém, sestávající obecně z n pák. V tomto případě bude v systému 2n ramen. Převodový poměr pro takový systém se vypočítá podle vzorce:

$i_C= \frac (F_(R1))(F_((2n-1)-P)) = \frac (F_(R1))(F_(23)) \cdot \frac (F_(23))(F_( 45)) \cdot ... \cdot \frac (F_((2n-2)-(2n-1)))(F_((2n-1)-P))= \frac (B_(2))( B_(1)) \cdot \frac (B_(4))(B_(3)) \cdot ... \cdot \frac (B_((2n)))(B_((2n-1)))$ ,

$\Bi$ - toto je i-té rameno systému;
$\F_((i-1)i)$ - síla přenášená z ramene (i-1) na rameno i;
$\i_C$ - převodový poměr celého systému.

Jak je patrné ze vzorce pro tento případ, také platí, že převodový poměr složené páky je roven součinu převodových poměrů jejích základních prvků.

Typy pák

Rozlišovat páky 1. druhu, ve kterém je opěrný bod umístěn mezi body působení sil, a Páky 2. druhu, ve kterém jsou místa působení sil umístěna na jedné straně podpory. Mezi páky 2 druhy přidělit páky 3 druhy, s bodem aplikace „příchozí“ síly blíže k opěrnému bodu než zatížení, což dává nárůst rychlosti a vzdálenosti.

Příklady: páky první druh - dětská houpačka (hrazda), nůžky; páky druhý druh - trakaře (otočný bod - kolo), zvedání předmětu pomocí páčidla v pohybu nahoru; páky třetí druh - zadní dveře kufru nebo kapota automobilů na hydraulických teleskopických dorazech, zvedání korby sklápěče (s hydraulickým válcem uprostřed), pohyb svalů paží a nohou lidí a zvířat.

Viz také

Páka v technologii.

Napište recenzi na článek "Leverage"

Poznámky

Literatura

// . Petrohrad, 1831

Úryvek charakterizující Lever

Zpoza nastoleného ticha se ozývalo chrápání některých usnulých; zbytek se otočil a zahřál se, občas spolu mluvili. Ze vzdáleného ohně, asi sto kroků daleko, se ozval přátelský, veselý smích.
"Podívejte, v páté rotě řvou," řekl jeden voják. – A jaká vášeň pro lidi!
Jeden voják vstal a šel k páté rotě.
"Je to smích," řekl a vrátil se. - Přišli dva strážci. Jeden je úplně zmrzlý a druhý je tak odvážný, sakra! Hrají písničky.
- Oh, oh? běž se podívat... - Několik vojáků zamířilo k páté rotě.

Pátá rota stála nedaleko samotného lesa. Uprostřed sněhu jasně hořel obrovský oheň a osvětloval větve stromů obtěžkané mrazem.
Uprostřed noci slyšeli vojáci páté roty kroky ve sněhu a křupání větví v lese.
"Kluci, je to čarodějnice," řekl jeden voják. Všichni zvedli hlavy, poslouchali a z lesa, do jasného světla ohně, vystoupily dvě podivně oblečené lidské postavy a držely se.
Byli to dva Francouzi, kteří se skrývali v lese. Chraptivě něco říkali vojákům nesrozumitelným jazykem a přistoupili k ohni. Jeden byl vyšší, měl na sobě důstojnický klobouk a vypadal úplně zesláblý. Když se blížil k ohni, chtěl se posadit, ale upadl na zem. Druhý, malý, podsaditý voják s šátkem uvázaným kolem tváří, byl silnější. Zvedl svého soudruha, ukázal na ústa a něco řekl. Vojáci Francouze obklíčili, nemocnému připravili kabát a oběma přinesli kaši a vodku.
Oslabený francouzský důstojník byl Rambal; svázaný šátkem byl jeho spořádaný Morel.
Když se Morel napil vodky a dopil ovesnou kaši, najednou se bolestně rozveselil a začal neustále něco říkat vojákům, kteří mu nerozuměli. Rambal odmítl jíst a tiše ležel na lokti u ohně a díval se na ruské vojáky bezvýznamnýma červenýma očima. Občas dlouze zasténal a pak zase ztichl. Morel ukázal na ramena a přesvědčil vojáky, že je to důstojník a že ho potřebuje zahřát. Ruský důstojník, který se přiblížil k ohni, poslal požádat plukovníka, zda by nevzal francouzského důstojníka, aby ho zahřál; a když se vrátili a řekli, že plukovník nařídil přivést důstojníka, řekli Rambalovi, aby šel. Vstal a chtěl jít, ale zavrávoral a byl by upadl, kdyby ho nepodepřel voják stojící vedle něj.
- Cože? ne? “ řekl jeden voják s posměšným mrknutím a obrátil se k Rambalovi.
- Eh, hlupáku! Proč trapně lžeš! Je to muž, opravdu, muž,“ ozývaly se výčitky vtipkujícímu vojákovi z různých stran. Obklíčili Rambala, zvedli ho do náruče, popadli ho a odnesli do chatrče. Rambal objal vojáky za šíje, a když ho nesli, žalostně promluvil:
- Oh, nies braves, oh, mes bons, mes bons amis! Voila des hommes! oh, mes braves, mes bons amis! [Oh výborně! Ó moji dobří, dobří přátelé! Tady jsou lidé! Ó moji dobří přátelé!] - a jako dítě si opřel hlavu o rameno jednoho vojáka.
Morel mezitím seděl na nejlepším místě obklopený vojáky.
Morel, malý, podsaditý Francouz, s krví podlitýma, vodnatýma očima, převázaný ženským šátkem přes čepici, byl oblečen do ženského kožichu. Zjevně opilý objal vedle sebe sedícího vojáka a chraplavým přerušovaným hlasem zazpíval francouzskou píseň. Vojáci se drželi za boky a dívali se na něj.
- Pojď, pojď, nauč mě jak? Rychle to převezmu. Jak?.. - řekl vtipálek písničkář, kterého Morel objal.
Vive Henri Quatre,
Vive ce roi vaillanti –
[Ať žije Jindřich Čtvrtý!
Ať žije tento statečný král!
atd. (francouzská píseň)]
zpíval Morel a mrkal okem.
Se zapněte čtvrt…
- Vivarika! Vif seruvaru! sedni si... - opakoval voják, mávl rukou a opravdu chytil melodii.
- Podívej, chytře! Go go go go!.. - z různých stran se ozýval drsný, radostný smích. Morel sebou trhl a také se zasmál.
- No, do toho, do toho!
Qui eut le trojitý talent,
De boire, de batre,
Et d'etre un vert galant...
[Má trojí talent,
pít, bojovat
a buď laskavý...]
– Ale je to také složité. Dobře, dobře, Zaletajev!...
"Kyu..." řekl Zaletaev s námahou. "Kyu yu yu..." protáhl a opatrně vystrčil rty, "letriptala, de bu de ba a detravagala," zpíval.
- Hej, to je důležité! To je ono, strážce! oh... jdi jdi! - No, chceš víc jíst?
- Dejte mu ovesnou kaši; Koneckonců, nebude to dlouho trvat a bude mít dost hladu.
Znovu mu dali kaši; a Morel se smíchem začal pracovat na třetím hrnci. Na všech tvářích mladých vojáků, kteří se dívali na Morela, byly veselé úsměvy. Staří vojáci, kteří považovali za neslušné zabývat se takovými maličkostmi, leželi na druhé straně ohně, ale občas se zvedli na loktech a s úsměvem pohlédli na Morela.
"Lidé taky," řekl jeden z nich a uhnul do kabátu. - A na jeho kořeni roste pelyněk.
- Ooh! Pane, Pane! Jak hvězdné, vášeň! Směrem k mrazu... - A všechno ztichlo.
Hvězdy, jako by věděly, že je teď nikdo neuvidí, se odehrávaly na černém nebi. Nyní se rozhořeli, nyní zhasínali, nyní se chvěli, pilně si mezi sebou šeptali o něčem radostném, ale tajemném.

X
Francouzské jednotky se postupně rozplývaly v matematicky správném postupu. A onen přechod Bereziny, o kterém bylo tolik napsáno, byl pouze jedním z mezistupňů zničení francouzské armády a vůbec ne rozhodující epizodou tažení. Jestliže se toho o Berezině tolik psalo a píše, tak se to ze strany Francouzů stalo jen proto, že na rozbitém Berezinském mostě se katastrofy, které zde předtím utrpěla francouzská armáda, najednou v jeden okamžik seskupily do jednoho. tragická podívaná, která všem zůstala v paměti. Na ruské straně se o Berezině tolik mluvilo a psalo jen proto, že daleko od válečného dějiště v Petrohradě byl vypracován plán (Pfuelem), jak chytit Napoleona do strategické pasti na řece Berezině. Všichni byli přesvědčeni, že se vše skutečně stane přesně podle plánu, a proto trvali na tom, že Francouze zničil právě přechod Berezina. V podstatě byly výsledky přechodu Berezinského pro Francouze mnohem méně katastrofální, pokud jde o ztráty zbraní a zajatců, než Krasnoe, jak ukazují čísla.
Jediný význam přechodu Berezin je v tom, že tento přechod zjevně a nepochybně prokázal nepravdivost všech plánů na odříznutí a spravedlivost jediného možného postupu, který požadoval jak Kutuzov, tak všechna vojska (masa) - pouze následování nepřítele. Dav Francouzů prchal se stále větší rychlostí, se vší energií směřovanou k dosažení svého cíle. Běžela jako zraněné zvíře a nemohla překážet. To dokazovala ani ne tak stavba přejezdu, jako provoz na mostech. Když byly mosty rozbity, neozbrojení vojáci, obyvatelé Moskvy, ženy a děti, kteří byli ve francouzském konvoji - všichni, pod vlivem síly setrvačnosti, se nevzdali, ale běželi vpřed do člunů, do zamrzlé vody.
Tato aspirace byla rozumná. Situace prchajících i pronásledujících byla stejně špatná. Zůstal se svým, každý v tísni doufal v pomoc soudruha, na určité místo, které zaujímal mezi svými. Poté, co se vydal Rusům, byl ve stejné tísni, ale byl na nižší úrovni, pokud jde o uspokojování životních potřeb. Francouzi nepotřebovali mít správné informace, že polovina vězňů, se kterými si nevěděli, přes veškerou touhu Rusů je zachránit, zemřela zimou a hladem; cítili, že to nemůže být jinak. Nejslitovnější ruští velitelé a lovci Francouzů, Francouzi v ruských službách nemohli pro zajatce nic udělat. Francouzi byli zničeni katastrofou, ve které se nacházela ruská armáda. Nebylo možné odebrat chléb a oblečení hladovým potřebným vojákům, aby je dali Francouzům, kteří nebyli škodliví, nenáviděli se, nevinili se, ale byli prostě nepotřební. Někteří ano; ale to byla jen výjimka.
Za tím byla jistá smrt; před námi byla naděje. Lodě byly spáleny; neexistovala žádná jiná spása kromě kolektivního letu a všechny síly Francouzů byly nasměrovány k tomuto kolektivnímu letu.
Čím dále Francouzi prchali, tím žalostnější byly jejich zbytky, zvláště po Berezině, na kterou se v důsledku petrohradského plánu upínaly zvláštní naděje, tím více vzplanuly vášně ruských velitelů, kteří se navzájem obviňovali. a hlavně Kutuzov. V přesvědčení, že neúspěch plánu Berezinského Petrohradu bude přičítán jemu, byla stále silněji vyjadřována nespokojenost s ním, pohrdání jím a výsměch. Škádlení a pohrdání byly samozřejmě vyjádřeny uctivou formou, v podobě, kdy se Kutuzov ani nemohl zeptat, z čeho a za co byl obviněn. Nemluvili s ním vážně; hlásili se k němu a žádali ho o svolení, předstírali smutný rituál a za jeho zády mrkali a snažili se ho oklamat na každém kroku.