Простые механизмы: рычаги, блоки, шестерни и наклонные плоскости
Простой механизм — это хитрое приспособление, которое позволяет небольшому усилию выполнить большую работу. Он не даёт вам даровой энергии — он лишь перераспределяет условия сделки, позволяя обменять слабую силу на большом пути на сильную силу на коротком пути. Освоив эти шесть механизмов, вы поймёте механическую основу почти любого устройства, когда-либо созданного человеком, — от открывалки для бутылок до крана на стройплощадке в Бишкеке.
Что вы узнаете
- Одну главную идею, лежащую в основе всех простых механизмов: вы обмениваете силу на путь, а энергия никогда не создаётся из ничего.
- Что означает выигрыш в силе (mechanical advantage, MA) и как его вычислить.
- Три класса рычага, правило равновесия моментов и полностью разобранную задачу на подъём груза.
- Как наклонная плоскость (пандус), клин и винт используют один и тот же приём.
- Как блоки и полиспаст умножают силу — и как это сосчитать по числу поддерживающих ветвей каната.
- Ворот (колесо с осью) и то, как шестерни обменивают крутящий момент на скорость с помощью числа зубьев.
- Как реальные устройства (велосипед) объединяют множество простых механизмов в составной механизм (compound machine).