TEORIJA

Uždaviniai      Testas

   Darbams atlikti žmonės nuo seno naudoja įvairius įrankius, prietaisus, mechanizmus: svertą, suktuvą, skridinius, nuožulniąsias plokštumas ir kt. Jie vadinami paprastaisiais mechanizmais.
        Ar gali žmogus išlaikyti 100 tonų krovinį, ranka suploti geležį, ar gali vaikas pasipriešinti stipruoliui? Taip gali. Pritaikius momentų dėsnį, žmogui galima suteikti pasakišką jėgą. Pats paprasčiausias pavyzdys - sverto veikimas. Svertas tai kietasis kūnas, kuris gali suktis apie įtvirtintą ašį arba turi atramos tašką.
         Jūs norite lazda pakelti akmenį. Tai pavyks, nors jo masė ir didesnė negu galite pakelti. Lazda padėta ant atramos , o atramos taškas - sukimosi centras. Kūną veikia du jėgos momentai: trukdantis - dėl akmens svorio įtakos ir stumianstis - dėl rankos veikimo.
Ranka spaudžia vieną sverto galą jėga F1, o akmuo - kitą sverto galą jėga F2. Akemenį pakelsime, kai M1 būs didesnis už M2.
        Nulaikyti akmenį galima, kai M1 = M2, t.y. F1·l 1 = F2· l2. Iš čia gauname sverto taisyklę:
Svertas pusiausvyras yra tada, kai jį veikiančios jėgos atvirkščiai proporcingos jų pečiams.
        Sverto pusiausvyros taisyklė galioja ir tada, kai jį veikia ne dvi, o kelios ar keliolika jėgų. Pusiausvyros sąlyga ir šiuo atveju nustatoma pagal momentų taisyklę: jėgų momentų, veikiančių svertą prieš laikrodžio rodyklę, suma turi būti lygi jėgų momentų, veikiančių svertą pagal laikrodžio rodyklę, sumai.
         Ne vienas esame matę, kaip statybininkai naudodamiesi skridiniu, užmautu ant ašies ratuku, aukštyn susikelia reikalingus sunkesnius daiktus. Tačiau skridiniai gali būti nekilnojamieji ir kilnojamieji.
         Nekilnojamieji skridiniai tvirtinami aukščiau nei reikia pakelti krovinį. Prie vieno virvės galo pririšamas krovinys, o kitą traukiame žemyn.
        Nekilnojamąjį skridinį galima laikyti lygiapečiu svertu. Lygios jėgos viena kitą atsveria.
Nekilnojamuoju skridiniu jėgos nelaimime, o tik pakeičiame jėgos veikimo kryptį
         Keliant krovinį kilnojamuoju skridiniu, kartu keliasi ir skridinys. Todėl jis ir vadinamas kilnojamuoju skridiniu.
Kilnojamasis skridinys yra svertas, kurį jėgos veikia iš vienos atramos A pusės. Keliamo pasvaro svorio P petys lygus l1 , kėlėjo jėgos F petys l2. Pusiausvyros sąlyga: P · l1 = F · l2. Tačiau l2 du kartus ilgesnis už l1, tai F turi būti perpus mažesnis už P. O išmatavę virvės ir pasvaro nueitą kelią, matome, kad pasvaras pakilo perpus mažiau nei virvė.
Vadinasi, kilnojamuoju skridiniu laimime dvigubai jėgos, bet dvigubai pralaimime kelio.
Plokštuma sudaranti kampą su horizontu, vadinama nuožulniąja.
Jas dažnai naudoja sunkiems daiktams įridenti ar įstumti į sunkvežimį, o ne kelti tiesiai nuo žemės į sunkvežimį. Galima palyginti darbą reikalingą kroviniui užkelti vertikaliai į aukštį h: A = P · h ir atleikamą darbą, traukiant krovinį nuožulniąja plokštuma A = F · l.

Eksperimentiškai atlikus ir išmatavus veikusias jėgas ir nueitą kelią abiem atvejais gautume, kad atliktas darbas vienodas: P· h = F · l. Gauname:
Kroviniui pakelti nuožulniąja plokštuma reikia tiek kartų mažiau jėgos, kiek kartų plokštumos ilgis didesnis už jos aukštį
        Įrankiai daro žmogų stipresniu. Bet tai dar nereiškia, kad jais žmogus, įdėjęs mažai darbo, gaus didesnį darbą. Energijos tvermės dėsnis įtikina, jog neįmanoma laimėti arba, t.y. sukurti darbą iš "nieko". Gautasis darbas negali būti didesnis už įdėtąjį. Priešingai, naudojantis įrankiais, atliktas darbas visada bus mažesnis už įdėtąjį, nes dėl trinties neįmanoma išvengti energijos nuostolių. Idealiu atveju šie darbai bus lygūs.
         Sakykime jėgų veikiami taškai nueina kelius s1 ir s2. Tuomet darbų lygybės sąlyga: F1· s1 = F2· s2. Veikdami jėga jėga F1, svertiniu įrankiu nugalėsime žymiai didesnę jėgą F2. Tačiau rankos poslinkis s1 bus tiek kartų didesnis už s2, kiek kartų raumenų jėga F1 mažesnė už F2.
Vadinasi kiek kartų laimime jėgos, tiek kartų pralaimime kelio. Tai vadinama auksinė mechanikos taisyklė.
        Ši taisyklė tinka visiems paprastiesiems mechanizmams ir ne vienu iš jų nelaimime darbo.
        Kalbant apie atliktą darbą, neatsižvelgėme į trintį ir šių prietaisų svorį. Pavadinę mechanizmo atliktą darbą kroviniui pakelti naudinguoju darbu, veikiančios jėgos darbą - visu darbu ir juos palyginę, pamatysime, kad naudingas darbas An visada mažesnis už visą Av. Dalis darbo sunaudojama įveikti trinčiai mechanizme ir jo detalėms kilnoti.
Naudingojo ir viso atlikto darbo santykis vadinamas mechanizmo ar mašinos naudingumo koeficientu
        Naudingumo koeficientas visada yra mažesnis už vienetą (0< <1), bet galima išreikšti ir procentais (0%< <100%).


Į puslapio viršų  Uždaviniai  Testas