Jaký jednoduchý mechanismus je sekera?

Schopnost usnadnit si práci pomocí techniky odlišuje člověka od zvířete. Před tisíci lety se naši předkové naučili vyrábět jednoduché mechanismy, které jsou schopny zvýšit sílu, stejně jako změnit směr působící síly. Principy jejich práce jsou základem každého nářadí – od zahradní lopaty až po jeřáb.

Jednoduché mechanismy — zařízení používaná k transformaci vektoru síly ve velikosti a/nebo směru.

Typy jednoduchých mechanismů

• nakloněná rovina a jeho odrůdy: klín и šroub;
• rameno páky a jeho odrůdy: блок и brána.

Nyní si řekněme, jak fungují. V tomto článku se budeme zabývat činnostmi ideálních mechanismů, jejichž provoz nezohledňuje třecí sílu.

Obsluha jednoduchých mechanismů

Nakloněná rovina

Vylézt na mírný svah hory je jednodušší než vylézt na strmý útes. Čím menší sklon, tím snazší je jej překonat. Toto jednoduché pozorování pomohlo lidem vytvořit jednoduchý mechanismus – nakloněnou rovinu.

Řekněme, že potřebujeme zvednout náklad do určité výšky. Samozřejmě to můžete udělat přímo:

Pokud je však zatížení velké, nebude snadné vyvinout dostatečnou sílu. Pokud ho ale posadíte na lehký vozík a budete ho válet po nakloněné rovině, budete potřebovat mnohem méně úsilí.

Čím menší je úhel sklonu roviny, tím větší je zisk na síle.

K jednoduchému zvednutí jednokilogramového nákladu je zapotřebí:

Nyní se podívejme, jakou sílu bude zapotřebí ke zvednutí tohoto nákladu o jeden metr na nakloněné rovině dlouhé deset metrů:

Použití nakloněné roviny nám umožnilo získat desetkrát na síle. Ale vzdálenost, kterou jsme museli s nákladem ujet, se také zdesetinásobila.

Použití nakloněné roviny je vhodné nejen pro zvedání břemen. Uvažujme sekeru: její ostří je klín, jehož boční plochy se sbíhají v ostrém úhlu a tvoří nakloněné roviny. Když zabodneme sekeru do polena, tyto roviny obrovskou silou roztlačí dřevěná vlákna od sebe a způsobí rozštípnutí polena.

Nárazová síla P zaráží sekeru do stromu a na její ostří působí tlakové síly F ze strany klády. Projekce každé síly F do roviny symetrie čepele (AB) je rovný

Protože působí na obě strany, podmínkou rovnováhy sil je:

Čím delší a ostřejší je klín (tedy čím menší úhel), tím menší může být P vůči 2F. Úhel ostří běžného sekáčku je asi 25°, tomu odpovídá síla Р asi pětkrát méně než 2F. Jinými slovy, k rozštípnutí polena je třeba vynaložit pětkrát menší úsilí, než je zapotřebí k jeho roztržení.

Lidé používají sekery již více než 9 000 let. Na stejném principu fungují hřebíky, jehly a nože.

Klín nevynalezl člověk, ale sama příroda: například zobák datla snadno pronikne do stromu díky svému optimálnímu klínovitému tvaru.

Pokud otočíte nakloněnou rovinu do spirály kolem válce, získáte šroub.

Poprvé je popis šroubu nalezen v dílech starověkého řeckého vědce Archytase z Tarentu, který žil v XNUMX.–XNUMX. století před naším letopočtem. Slavný Archimedes ve XNUMX. století př. n. l. vytvořil zařízení pomocí šroubu ke zvedání vody do zavlažovacích kanálů. Šrouby jsou široce používány pro upevňování dílů, vrtání otvorů a dokonce i jako pohon pro terénní terénní vozidla poháněná šnekem.

Závit šroubu je nakloněná rovina délky l a vysoký h, stočený do tuby. Když na šroub našroubujeme matici, pohybujeme jí po nakloněné rovině.

Stejně jako v případě běžné roviny se zesílení síly rovná poměru h к l, ale teď l vypočítá se pomocí vzorce pro obvod: ‍

‍Vzdálenost mezi otáčkami se nazývá stoupání závitu. Čím je menší, tím je rovina delší a tím větší je nárůst síly.

Naučte se fyziku s Foxfordovou online domácí školou! Prostřednictvím propagačního kódu FYZIKA72020 získáte bezplatný přístup do kurzu fyziky 7. třídy, který pokrývá jednoduché mechanismy.

Páka

Nejjednodušší pákou je tyč, která se může otáčet kolem pevné podpěry. Princip páky se využívá při provozu věžového jeřábu, pákové váhy, kuchyňských nůžek a dokonce i běžné lopaty. Zajímavé je, že kosti v našich končetinách fungují také jako páky.

Jakákoli páka má opěrný bod (O) a dvě ramena (délky l1 и l2), ke kterému v bodech A и B síly jsou aplikovány.

Otáčení páky závisí na síle, která na ni působí, a na délce ramene. Čím větší síla a čím delší rameno, tím větší je rotační účinek. Proto je snazší pracovat s lopatou, držet ji blíže ke konci rukojeti a je snazší nosit náklad na ohnuté paži než na natažené.

Obrázek ukazuje tělo А působí na páku větší silou než tělo B, ale rameno l1 kratší než l2 , takže tělesa jsou v rovnováze. V takových případech se říká, že momenty obou sil jsou vyrovnané.

Moment síly je součin síly a délky paže.

Vypočítejme momenty síly pro obě tělesa.

Tělesa jsou v rovnováze, což znamená

Čím delší je délka ramen l2, tím menší síla bude potřeba k vyvážení tělesa A. S dostatečnou délkou páky lze tedy zvednout i „nezdvihnutelné“ břemeno.

Chcete-li jednoduše zvednout své tělo, musíte překonat gravitaci:

Chcete-li vypočítat sílu pro zvedání těla pákou, musíte srovnat odpovídající momenty síly:

Jestliže l1 více l2 pětkrát, pak:

Zvětšením délky ramene získáváme na síle, ale ztrácíme v pohybu. Sílu se nám podařilo snížit 5x, ale aby se krátké rameno páky zvedlo o 10 centimetrů nahoru, budeme muset o 50 centimetrů snížit dlouhé rameno.

Speciálním případem páky je blok. Tak se nazývá kolo s drážkou, do které se vkládá lanko.

Pokud upevníte osu kola, přivážete závaží k jednomu konci lanka a zatáhnete za druhý, získáte jednoduchý mechanismus “pevný blok“.

Na zátěž působí gravitace F = mg. K držení lana je potřeba stejná síla. Stacionární blok neposkytuje žádné zvýšení množství síly. Můžete ale změnit jeho směr – zatáhněte za lano v libovolném směru.

Pokud připevníte zátěž na osu kola, upevníte jeden konec lana a zatáhnete za druhý, dostanete pohyblivý blok, která vám umožní vyhrát dvakrát v síle.

Efektu je dosaženo díky tomu, že blok s břemenem je zvedán jakoby dvěma lany najednou: levé táhne člověk a pravé hřebíkem zaraženým do stropu.

Pro získání síly musíte zaplatit za ztrátu pohybu: abyste zvedli náklad do požadované výšky h, budete muset zvolit dvojnásobnou délku a lana: l = 2 h.

brána

brána Od pradávna se používal k získávání vody ze studny. K bubnu je připevněno lano a rukojeť, která se může otáčet kolem své osy. Když klikou otáčíme, otáčí se i válec a lano se kolem něj namotává a zvedá nebo spouští břemeno.

Brána funguje na stejném principu jako páka: v tomto případě se rameno síly stává rukojetí a rameno nákladu je poloměr bubnu. Čím delší je rukojeť vzhledem k poloměru bubnu, tím větší je nárůst síly.

Na obrázku je délka rukojeti rovna třem poloměrům bubnu. To znamená, že zvedá kbelík silou třikrát větší, než je síla našich rukou. V tomto případě je dráha, kterou urazí klika brány, třikrát delší než kus lana, který je v tuto chvíli navíjen na hřídel.

Zlaté pravidlo mechaniky

Všechny příklady jednoduchých mechanismů, které jsme uvažovali, mají jednu společnou vlastnost, tzv zlaté pravidlo mechaniky:

Bez ohledu na to, kolikrát vyhrajeme v síle, tolikrát prohrajeme v pohybu.

Součin síly a posunutí v mechanice se nazývá práce a je označen písmenem А:

kde α je úhel mezi vektory síly a posunutí. Pokud se směry vektorů shodují, vypadá pracovní vzorec jednodušší: A = F × S.

Žádný mechanismus neumožňuje více ušetřit na síle než ztratit v pohybu – tedy vyhrát v práci. Čím menší sílu musíte vynaložit při zvedání tělesa po nakloněné rovině, tím delší by tato rovina měla být. Čím menší síla je potřeba k ovlivnění páky, tím delší by mělo být její rameno.

“Dejte mi opěrný bod a já pohnu Zemí,” řekl Archimedes. Teoreticky by mohl zvednout břemeno rovnající se naší planetě výběrem páky vhodné délky. Hmotnost země je přibližně 6 000 000 000 000 000 000 tun, přičemž průměrný člověk je schopen zvednout náklad o hmotnosti asi 000 kilogramů. To znamená, že rameno síly musí být 60 100 000 000 000 000 000 000 krát větší než rameno zatížení. Aby se tedy rameno zátěže posunulo byť jen o centimetr, musel by vědec posunout rameno síly o 000 1000 000 000 000 000 km. I při rychlosti pohybu 000 m/s by to trvalo třicet tisíc miliard let.

Dostanete poznámky z několika předmětů, seznámíte se s učiteli a pokusíte se vyřešit své domácí úkoly

Tato sada obsahuje štípací sekeru „X17“ a brousek.
Sekera X17 je určena pro štípání polen o průměru větším než 20 cm.
Úhel ostření břitu 35°
Díky konvexnímu tvaru klínu se sekera snáze vytahuje z kmene
Dokonale broušená, dvakrát kalená čepel pro maximální odolnost
Antifrikční vrstva chrání čepel před korozí
Čepel je bezpečně upevněna v rukojeti sekery a nespadne
Optimální rovnováha mezi ostřím a sekerou pro bezpečnou, pohodlnou a efektivní práci
Lehká, pevná a odolná násada sekery FiberComp snižuje únavu na minimum
Nový strukturální povlak SoftGrip tlumící nárazy poskytuje silný záběr
Rukojeť ve tvaru háku zabraňuje sklouznutí nástroje
Sekera je vybavena praktickým plastovým pouzdrem pro snadné skladování a přenášení.
Brousek Fiskars Xsharp je neocenitelným doplňkem každé sady zahradního nářadí. Jeho snadno použitelný mechanismus a tvrdý, drážkovaný keramický kotouč poskytují optimální ostří a bezkonkurenční výkon pro sekery a nože.
Fiskars Xsharp zajišťuje bezproblémový provoz s protiskluzovou podložkou a snadnou montáž a demontáž pro rychlé čištění a údržbu.
Pravidelná údržba udrží vaše sekery a nože Fiskars ostré a vhodné k použití.
Dvě funkce v jednom brousku: Keramické brusné kotouče mají jasně vyznačené drážky pro sekery i nože.
Snadno použitelný mechanismus zajišťuje optimální úhel ostření.
Pohodlné nošení.
Snadno se rozebírá pro snadné čištění.

09.04.2015/08/39 36:70:1987 V 3. letech dvacátého století společnost Radio Corporation of America poprvé představila monochromatickou obrazovku z tekutých krystalů. Efekt displejů z tekutých krystalů se začal využívat v elektronických hodinkách, kalkulačkách a měřicích přístrojích. Pak se začaly objevovat maticové displeje, které reprodukovaly černobílé obrázky. V roce XNUMX Sharp vyvinul první XNUMXpalcový barevný displej z tekutých krystalů.

Obrovský skok ve vývoji této technologie nastal s příchodem prvních notebooků. Nejprve byly matrice černobílé, poté barevné, ale pouze „pasivního“ typu. Statické obrázky a plochu notebooku zobrazovaly celkem obstojně, ale při sebemenším pohybu se „obrázek“ proměnil v úplnou mazaninu – na obrazovce nebylo možné nic rozeznat. To přirozeně omezovalo rozsah použití nového typu displeje. Další vývoj matric z tekutých krystalů vedl k vytvoření nového typu – „aktivní“. Takové displeje už byly lepší v zobrazování pohybujících se objektů na obrazovce a to přispělo ke vzniku stacionárních monitorů. Na počátku 15. století se objevily první LCD televizory. Jejich úhlopříčka byla stále malá – asi XNUMX palců.

Zařízení

Konstrukčně se displej skládá z LCD matrice (skleněná deska, mezi jejíž vrstvami jsou umístěny tekuté krystaly), světelných zdrojů pro osvětlení, kontaktního svazku a rámu (pouzdra), často plastového, s pevným kovovým rámem.

Každý pixel matice LCD se skládá z vrstvy molekul mezi dvěma průhlednými elektrodami a dvěma polarizačními filtry, jejichž roviny polarizace jsou (obvykle) kolmé. Pokud by nebyly žádné tekuté krystaly, pak by světlo propouštěné prvním filtrem bylo téměř úplně blokováno druhým filtrem.

Povrch elektrod v kontaktu s tekutými krystaly je speciálně upraven tak, aby zpočátku orientoval molekuly v jednom směru. V TN matici jsou tyto směry vzájemně kolmé, takže molekuly se v nepřítomnosti napětí seřadí do spirálové struktury. Tato struktura láme světlo tak, že rovina jeho polarizace se před druhým filtrem otočí a světlo jí prochází beze ztrát. Kromě absorpce poloviny nepolarizovaného světla prvním filtrem lze článek považovat za průhledný.

Pokud je na elektrody přivedeno napětí, molekuly mají tendenci seřazovat se ve směru elektrického pole, což deformuje strukturu šroubu. V tomto případě proti tomu působí elastické síly a po vypnutí napětí se molekuly vrátí do své původní polohy. Při dostatečné intenzitě pole se téměř všechny molekuly stanou paralelními, což vede k neprůhledné struktuře. Změnou napětí můžete ovládat stupeň průhlednosti.

Pokud je konstantní napětí aplikováno po dlouhou dobu, může dojít k degradaci struktury tekutých krystalů v důsledku migrace iontů. K vyřešení tohoto problému se při každém adresování buňky používá střídavý proud nebo změna polarity pole (protože ke změně průhlednosti dochází při zapnutí proudu bez ohledu na jeho polaritu).

V celé matrici je možné ovládat každý z článků jednotlivě, ale jak se jejich počet zvyšuje, je to obtížně dosažitelné, protože se zvyšuje počet potřebných elektrod. Proto se adresování řádků a sloupců používá téměř všude.

Světlo procházející buňkami může být přirozené – odražené od substrátu (u LCD displejů bez podsvícení). Častěji se ale používá umělý zdroj světla, který kromě nezávislosti na vnějším osvětlení také stabilizuje vlastnosti výsledného obrazu.

Plnohodnotný monitor s LCD displejem se tedy skládá z vysoce přesné elektroniky, která zpracovává vstupní video signál, LCD matice, modulu podsvícení, napájecího zdroje a pouzdra s ovládacími prvky. Právě kombinace těchto komponent určuje vlastnosti monitoru jako celku, i když některé vlastnosti jsou důležitější než jiné.

Výhody a nevýhody

Mezi výhody displejů z tekutých krystalů patří: malé rozměry a hmotnost ve srovnání s CRT. LCD monitory, na rozdíl od CRT, nemají žádné viditelné blikání, vady zaostření paprsku, interference od magnetických polí nebo problémy s geometrií a čistotou obrazu. Spotřeba energie LCD monitorů se v závislosti na modelu, nastavení a zobrazeném obrazu může buď shodovat se spotřebou CRT a plazmových obrazovek srovnatelných velikostí, nebo být výrazně – až pětkrát – nižší.

Spotřeba energie LCD monitorů je z 95 % určena výkonem podsvícení nebo matice LED podsvícení (anglicky podsvícení) matice LCD. Mnoho monitorů v roce 2007 používá pulzně šířkovou modulaci podsvícení s frekvencí 150 až 400 nebo více hertzů k nastavení jasu obrazovky uživatelem.

Na druhou stranu mají LCD monitory i mnoho nevýhod, které je často zásadně obtížné odstranit, např.

• Na rozdíl od CRT dokážou zobrazit čistý obraz pouze v jednom („standardním“) rozlišení. Zbytek je dosažen interpolací.
• Ve srovnání s CRT mají LCD monitory nízký kontrast a hloubku černé. Zvýšení skutečného kontrastu je často spojeno s pouhým zvýšením jasu podsvícení až na nepohodlné úrovně. Hojně používaný lesklý povlak matrice ovlivňuje pouze subjektivní kontrast v okolních světelných podmínkách.
• Vzhledem k přísným požadavkům na konstantní tloušťku matric vzniká problém nerovnoměrnosti jednotné barvy (nerovnost podsvícení) – na některých monitorech dochází k neopravitelné nerovnoměrnosti prostupu jasu (pruhy v gradientech) spojené s použitím bloků zn. lineární rtuťové výbojky.
• Skutečná rychlost změny obrazu také zůstává znatelně nižší než u CRT a plazmových displejů. Technologie Overdrive řeší problém s rychlostí jen částečně. Podstatnou nevýhodou technologie stále zůstává závislost kontrastu na pozorovacím úhlu, u CRT displejů tento problém zcela chybí.
• Sériově vyráběné LCD monitory jsou špatně chráněny před mechanickým poškozením. Matrice je obzvláště citlivá, pokud není chráněna sklem. Při silném stlačení může dojít k nevratné degradaci.
• Vyskytl se problém s vadnými pixely. Maximální přípustný počet vadných pixelů v závislosti na velikosti obrazovky je stanoven v mezinárodní normě ISO 13406-2 (v Rusku – GOST R 52324-2005). Norma definuje 4 kvalitativní třídy pro LCD monitory. Nejvyšší třída – 1, vůbec neumožňuje přítomnost vadných pixelů. Nejnižší je 4, což umožňuje až 262 vadných pixelů na 1 milion pracovních pixelů CRT nejsou náchylné k tomuto problému.
• Pixely LCD monitoru degradují, i když rychlost degradace je nejpomalejší ze všech zobrazovacích technologií, s výjimkou laserových displejů, které jí nepodléhají vůbec.
• Displeje OLED (organic light-emitting diode) jsou často považovány za perspektivní technologii, která může nahradit LCD monitory, ale při sériové výrobě narážela na mnoho potíží, zejména u matic s velkou úhlopříčkou.

Na počátku roku 2010 se rozšířily LCD displeje podsvícené jednou nebo malým počtem světelných diod (LED). Tyto LCD displeje (v obchodě často nazývané LED TV nebo LED displeje) by neměly být zaměňovány se skutečnými LED displeji, u kterých každý pixel sám svítí a je miniaturní LED.

09.04.2015/08/39 36:30:2012 Cupertino, Kalifornie, XNUMX. července XNUMX – Apple dnes oznámil, že OS X Mountain Lion překonal tři miliony stažení za čtyři dny.

Uvedení této verze OS X se tak stává nejúspěšnějším v historii Applu. Mountain Lion obsahuje více než 200 nových špičkových funkcí a představuje devátou generaci nejpokročilejšího desktopového operačního systému na světě, který je k dispozici na Mac App Store za 19,99 USD jako upgrade pro uživatele Lion nebo Snow Leopard.

„Pouhý rok po neuvěřitelně úspěšném spuštění Lion si uživatelé stáhli Mountain Lion více než tři milionykrát za čtyři dny, což z něj dělá nejúspěšnější spuštění vůbec,“ řekl Philip Schiller, senior viceprezident produktového marketingu společnosti Apple.

Mountain Lion obsahuje zcela novou aplikaci Zprávy, centrum oznámení, sdílení v celém systému, integraci Facebooku,* diktování, zrcadlení AirPlay a centrum her. Integrace iCloud usnadňuje nastavení e-mailu, kontaktů, kalendářů, zpráv, připomenutí a poznámek a udržuje vše, včetně dokumentů iWork, aktuální na všech vašich zařízeních. Pro více informací nebo pro stažení Mountain Lion navštivte www.apple.com/en/osx/specs/.

Kromě Mountain Lion nabízí Mac App Store, který je největším a nejrychleji rostoucím obchodem se softwarem pro osobní počítače na světě, tisíce aplikací v kategoriích jako vzdělávání, hry, grafika a design, životní styl, produktivita, utility a další. Uživatelé mohou procházet nové a pozoruhodné aplikace, včetně aplikací využívajících nové funkce Mountain Lion, a také si prohlížet tipy zaměstnanců společnosti Apple, číst recenze a prohlížet si hodnocení nejoblíbenějších bezplatných a placených aplikací. Další informace jsou k dispozici na www.apple.com/ru/osx/apps/.

*Integrace s Facebookem bude k dispozici v budoucí aktualizaci softwaru pro Mountain Lion.

Apple vyrábí počítače Mac, nejlepší osobní počítače na světě, spolu s operačním systémem OS X, softwarovými sadami iLife a iWork a profesionálními aplikacemi. Apple způsobil revoluci ve světě digitální hudby uvedením iPodu a internetového obchodu iTunes a nově definoval mobilní telefon s jedinečným iPhonem a App Store, čímž nyní definuje budoucnost digitálních zařízení a mobilního obsahu s iPadem.