Тип машин: Типы кузовов легковых автомобилей: седан, универсал, хэтчбек

Содержание

Типы кузовов легковых автомобилей: седан, универсал, хэтчбек

Тип кузова – чаще всего первый фактор, который принимает во внимание потенциальный покупатель автомобиля. В коротком обзоре мы расскажем о каждом типе.

Определяясь, какой кузов ему нужен, автовладелец решает, насколько практичная машина ему нужна. Иначе говоря, при выборе кузова нужно четко понимать, для чего покупается транспортное средство: какова должна быть пассажировместимость, каков грузовой отсек, насколько ярок и выразителен дизайн. Ведь не секрет, что мы покупаем автомобиль не только как транспортное средство, но и как средство самовыражения. И зачастую именно кузовом все и определяется.

Читайте также: Как выбрать сервис по кузовному ремонту

Седан. Классический кузов, внешне характеризующийся тремя четко выраженными объемами – капотом, салоном, багажником. Именно отдельный, закрытый и полностью изолированный от пассажирского салона багажник отличает седан от многих других типов кузова.

Из-за низкого салона седан не самый удобный тип для пассажиров, да и возить поклажу в ограниченном объеме багажника не всегда хорошо. Но секрет популярности седана в нашей стране – в традиции и в имидже солидности, закрепившимся за ним на протяжении многих лет.

Универсал. Этот кузов действительно более универсален, чем седан, на базе которого он построен. Высота багажника у него на уровне крыши салона, а задний диван складывается, так что грузовой отсек может быть увеличен вдвое для крупногабаритного багажа.

Серьезный минус универсала в том, что пассажиры и груз вынуждены ехать практически в одном пространстве. Интересно, что пассажирских (боковых) дверей в этом кузове может быть как четыре, так и две. В XXI веке кузов универсал подают такие машины как «горячие вагоны» с мощными силовыми агрегатами или как внедорожники.

Читайте также: Как правильно удалить битум с кузова авто — рекомендации

Хэтчбек. Чуть менее универсальный чем универсал, хэтчбек отличается от последнего более коротким задним свесом и как правило, наклонной задней стенкой кузова. В повседневной жизни хэтч более удобен, поскольку при прочих равных условиях имеет меньшие габариты. Традиционно выпускаются трех- и пятидверные хэтчбеки.

Это один из самых популярных типов в настоящее время, и отчасти благодаря множеству вариантов позиционирования: производители делают «горячие» хэтчбеки для молодежи, «бабушкамобили» для рассудительных пользователей, стильные малотиражные модели для представителей богемы, ностальгические ретро-ремейки и т.п.

Минивен. Однообъемные вагончики когда-то появились как более высокая замена кузову универсал, по салону которого пассажиры могут перемещаться, не сгибаясь в три погибели.

Рядов сидений в таких машинах тоже часто два-три, планировка часто трансформируемая, посадка в креслах более вертикальная. Все плюсы кузова универсал здесь также присутствуют, но при том престижность вена еще ниже. У этого кузова в настоящее время своя стойкая ниша потребителей, но нашей страны это не касается.

Читайте также: Весна и кузов: какие последствия зимы устранить в первую очередь

Внедорожник (кроссовер). Формально по типу кузова такие машины нужно относить к универсалам. Но в повседневном пользовании между этими машинами есть заметные отличия. Пол кузова у внедорожников расположен высоко над дорогой, что делает его удобнее для посадки. Притом пол багажника часто еще выше, поскольку под ним у многих кроссоверов размещается привод заднего моста и массивная запаска.

И соответственно, багажный отсек может оказаться непропорционально малым по сравнению с габаритами машины в целом. Кроссоверы и внедорожники лидируют в продажах на рынках многих стран, хотя дело тут не только в кузове, но и в возможностях ходовой части.

Купе. Спортивный, а точнее имиджевый вариант для тех, кто ездит в одиночку или максимум вдвоем. В принципе, для водителя и его единственного пассажира такие автомобили вполне удобны, разве что садиться за руль в традиционно низкое купе иногда сложнее обычного.

Настоящее купе должно иметь трехобъемный силуэт с отдельным, как у седана, багажником (к слову, небольшим), но зачастую к благородному племени купе относят низкие заряженные хэтчбеки. Как нишевый продукт, купе распространены в богатых странах, но в Украине их популярность сдерживается качеством дорог.

Читайте также: Купе: стоит ли покупать автомобиль с кузовом купе

Кабриолет. Складной верх открывает небо над головой водителя и пассажиров. Смысл такого усложнения сугубо имиджевый, с точки зрения практичности – одни минусы: сложность и недолговечность крыши, пыль, шум, низкая вандалоустойчивость.

Спортивный двухместный кабриолет называется родстером, который может иметь складной вверх из металла и соответственно титул купе-кабриолета. Оба типа кузова распространены мало, причем не только в нашей стране.

Пикап. Вообще-то это ни что иное, как вид легкого грузовика, но с подачи американцев пикапы стали разъездным транспортом и у нас, заменяя отчасти крупный рамный внедорожник. Как купе и кабриолеты, пикапы у нас любят покупать, чтобы подчеркнуть в определенном плане свой имидж.

К тому же пикап значительно дешевле внедорожника, построенного на одной с ним базе. Из минусов пикапов нужно отметить более жесткую подвеску и отсутствие нормального багажника, защищенного от непогоды и злоумышленников.

Лимузин. С этим малораспространенным представительским кузовом все ясно: это седан с перегородкой за спинкой переднего сиденья. При этом не важно, сколько рядов сидений в салоне – два или три.

Тарга. Родстер, у которого оставлена жесткой, нескладывающейся рамка в задней части крыши, называют таргой. Кузов настолько редкий, что большинство автомобилистов его никогда не увидят на дороге. Смысл такой конструкции – не только желание выглядеть оригиналом, но и сохранить безопасность экипажа при переворачивании в случае ДТП. В настоящее время этот вопрос решается другим путем, поэтому таргу можно смело относить к автомобильной экзотике.

Честно говоря, вспоминая о том, какие бывают типы кузова легковых автомобилей, можно было бы рассказать еще о паре-тройке редких автомобильных кузовов – например, о ландо или хардтопе. Но они настолько интересны, что достойны отдельной публикации. К которой мы обязательно вернемся.

Читайте также: Какой автомобиль купить: главная ошибка при выборе кузова

Классификация автомобилей по типу кузова (+ фото машин)

Постараемся разобраться в классификации автомобилей по типу кузова и объяснить простыми словами с наглядным фото — чем отличается кузов хэтчбек от фастбека и что такое тип кузова — тарга или баркетта.

Очевидными критериями классификации типов кузова является сочетание трех объемов: двигателя, салона и багажного отделения. Важны также наличие крыши и центральной стойки, количество мест и дверей.

Типы конструкций кузовов авто

Закрытые кузова со стационарной крышей.
	СЕДАН — трехобъемный пассажирский кузов с двумя или тремя рядами сидений. С двумя, четырьмя или шестью боковыми дверями. Самый распространенный тип кузова машины во всем мире.
	КУПЕ — двухобъемный или трехобъемный пассажирский кузов с двумя боковыми дверями и двумя рядами сидений. Задний ряд может иметь стесненные посадочные размеры.
	ХАРДТОП — двухобъемный или трехобъемный пассажирский кузов без центральной боковой стойки, с двумя (хардтоп-купе) или четырьмя (хардтоп-седан) боковыми дверями и двумя рядами сидений.
	ФАСТБЕК — двухобъемный пассажирский кузов с плавно спускающейся назад крышей. Крышка багажника начинается от нижней кромки заднего стекла. Кузова этого типа были распространены в 30-ые годы прошлого века. В настоящее время практически не используются.
	КОМБИ (хэтчбек) — двухобъемный грузопассажирский кузов с плавно спускающейся назад крышей и большой задней дверью. Задний ряд сидений и полку за ними можно складывать, увеличивая полезный объем грузового отсека. Лифтбек можно рассматривать как разновидность хэтчбека, отличающуюся формой задней части кузова, выполненной как у седана, только значительно короче.
	УНИВЕРСАЛ — двухобъемный грузопассажирский кузов с дверью в задней стенке кузова, имеющий постоянное грузовое помещение, не отделенное от пассажирского отсека стационарной перегородкой.
	ЛИМУЗИН — трехобъемный пассажирский кузов с четырьмя — шестью боковыми дверями, имеющий перегородку за передним рядом сидений. При трехрядной компоновке салона второй ряд сидений выполняется складным или повернутым спинками по направлению движения.
	ФУРГОН — двухобъемный грузопассажирский кузов с одним или двумя рядами сидений. Боковых дверей — две или три. Одна из них предназначена для доступа в грузовой отсек, отделенный от места водителя стационарной перегородкой. В задней части кузова — еще одна дверь. Часть кузова, отведенная под грузовое помещение, может быть выше кабины.
	ОДНООБЪЕМНЫЙ (вагон) — однообъемный грузопассажирский кузов. Как правило, рулевое колесо находится перед передней осью автомобиля.
	БАРКЕТТА — пассажирский кузов без крыши с одним рядом сидений и двумя боковыми дверями. В отдельных конструкциях боковые двери могут отсутствовать. Лобовое стекло выполняется минимальным по высоте, складным или может не устанавливаться.
	РОДСТЕР (спайдер) — пассажирский двухместный кузов со складывающимся верхом кабины. Возможны варианты с двумя рядами сидений (2+2) и съемным жестким верхом.

Легковые автомобили без крыши, со складывающимся верхом или съемной жесткой крышей называются открытыми.
	КАБРИОЛЕТ — пассажирский кузов со складывающимся верхом и опускными боковыми стеклами окон. Возможны модификации: кабриолет-лимузин — с перегородкой за первым рядом сидений, фо-кабриолет — с убирающейся стойкой между боковыми окнами.
	ФАЭТОН — пассажирский кузов со складывающимся верхом и со съемными боковыми стеклами.
	БРОГАМ — пассажирский кузов со складной или съемной частью крыши над передним рядом сидений. Имеет четыре или шесть боковых дверей.

Легковые автомобили с частично складывающимся или частично съемным верхом называют комбинированными.
	ЛАНДО — пассажирский кузов со складной или съемной частью крыши над задним рядом сидений. Уменьшенный вариант с задним сиденьем на двоих называется ландоле.
	ТАРГА — пассажирский кузов типа купе со складывающейся или съемной частью крыши над первым рядом сидений.
	ПИКАП — грузопассажирский кузов с закрытой кабиной для водителя и пассажиров и открытой платформой для грузов. Кабина может быть одно- или двухрядной. Грузовая платформа имеет откидной задний борт, мягкий или жесткий верх.

Приведенная классификация по типу кузова понятна и достаточно проста. Но универсальной не может считаться потому, что в других странах эти типы кузовов могут иметь другие названия.

Какие бывают типы кузовов

Автомобильные конструкторы знаменитых брендов продолжают конструировать новые автомобили, в том числе, и с новыми разновидностями кузовов. Появляющихся, все больше с каждым годом. Еще в начале 90х годов прошлого столетия, различных видов кузова насчитывалось на порядок меньше. Это говорит о том, что с каждым годом, становится все сложнее отличать различные типы транспортных средств. Тем более, что новые конструкции автомобилей, чаще всего конструируются по типу совмещения предыдущих моделей. Вследствие этого, на свет появляются похожие, но принципиально другие машины.

Тем более, что тип кузова влияет на цену конечного продукта, и на удобство эксплуатации в повседневной жизни. На сегодняшний день, существует примерно 15 различных типов кузова. Согласитесь, мало кто сможет назвать все варианты поименно, и сразу рассказать про положительные и отрицательные стороны одного из них.

Классификация автомобильных кузовов

Для начала, разберемся в понятии «Кузов», для дальнейшего точного понимания темы:

Кузов — это элемент конструкции автомобиля, определяющая размер, тип и способность автомобиля к перевозке грузов и пассажиров. Распространены два способа изготовления кузова. В первом варианте, кузов машины крепится к несущей раме, на которую также крепятся все основные агрегаты и трансмиссия с ходовой частью. Во втором варианте, используются безрамные несущие кузова, усиленные в определенных местах, и одновременно выполняющие функции рамы.

В современном мире, автомобильные кузова классифицируются по нескольким параметрам:

• назначение;

• конструкция;

• компоновка;

• грузовместимость.

Стоит отметить, что современные легковые автомобили, чаще всего используют бескаркасные и полукаркасные кузова.

По своей конструкции, кузова легковых автомобилей можно разделить на три класса:

• Однообъемные — Это автомобили, конструктивно спроектированные таким образом, что в одном пространстве размещаются пассажиры. Груз и силовой агрегат.

• Двухобъемные — Конструкция автомобиля, в котором силовой агрегат находится под капотом машины со своим отдельным пространством, но пассажиры и груз размещаются в одном салоне.

• Трехобъемные — Это конструкция автомобиля, которая используется в современных седанах. В которых силовой агрегат, пассажиры и груз размещаются в разных отделениях кузова.

Также, кузова различаются по степени нагруженности:

• несущий — кузов автомобиля, несущий на себе всю массу автомобиля и вес пассажиров с грузом;

• полунесущий — общая нагрузка полностью снаряженного автомобиля распределяется между рамой и кузовом;

• разгруженный — тип конструкции кузова, при котором, на него воздействует вес только пассажиров и груза.

Как уже говорилось, Существует около 15 видов легковых машин. Которые мы рассмотрим далее в статье.

Трехобъемные кузова

По мнению многих автолюбителей, именно данный тип кузовов является самым классическим видом автомобилей в их понимании. То есть, самым ярким представителем данного класса является обычный седан. Главными признаками которого, становится явно выделяющийся капот и багажник.

Седан

Данный вид кузова используется большинством брендов автомобильных производителей. Классический вид автомобиля всегда остается популярным среди покупателей. А также, седаны остаются основным типом кузова для автомобилей повышенного комфорта.
Главные признаки седана — это явно выраженный капот, отдельное багажное отделение, четыре двери и два ряда кресел. Также, среди седанов премиум класса, получила свое распространение удлиненная база, позволяющая увеличить пространство в машине для задних пассажиров.

Купе

Главным отличием от классического седана, является более приземистый и обтекаемый вид, придающий автомобилю спортивный облик. Чаще всего, выпускаются варианты, имеющие всего две двери. Но могут двухместными или пятиместными.

Но в данном типе автомобилей есть существенный недостаток — это нехватка места для людей сидящих на заднем сидении, из-за более покатой формы крыши.

Кабриолет

По своей сути, то же купе, но обладающее тентовой или жесткой крышей, способной складываться за задними сидениями или занимая часть багажного пространства. Данный тип автомобиля относится к открытым, и пользуется большой популярностью в теплых странах.

Родстер

Это один из видов кабриолетов, но обладающий тентованной складывающейся крышей и только двумя местами, для водителя и пассажира.

Брогам

Также относится к разновидности кабриолетов, но отличается жесткой и не складывающейся крышей над задним рядом кресел, но имеет возможность открываться над передним рядом. На данный момент, такой тип кузовов потерял свою популярность и уже не производится, но ценится отдельной категорией коллекционеров.

Тарга

Последняя разновидность кабриолетов, существующая скорее как дань традиции. В данном типе автомобилей, складывается только средняя часть крыши. При этом, крыша над задним рядом сидений является панорамной и полностью застеклена.

Пикап

Это один из типов автомобилей и видов кузова, которые частично относятся к грузовикам и чаще всего, сконструированных на базе внедорожников. Отличается открытой задней площадкой для грузов.

Стоит отметить, что данный тип автомобилей, особенно популярен среди американских и австралийских потребителей в качестве рабочих машин, в том числе и на фермах. Но в странах СНГ, это скорее автомобиль показывающий статус владельца.

Лимузин

Это особый вид автомобилей, чаще всего, изготавливающийся по специальному заказу, и может быть сделан из любой модели автомобиля. Лимузины могут быть четырехдверными или с другим количеством дверей, но отличаются тем, что имеют особую перегородку, отделяющую передних пассажиров от всего заднего пассажирского отделения.

По своей сути, лимузин — это торжественный вид транспорта, использующийся для особых торжественных празднований или некоторой категорией публичных и богатых лиц.

Двухобъемные

Как уже говорилось выше. Двухобъемные автомобили, отличаются отсутствием отдельного багажного пространства и ярко выраженного багажника. Среди легковых автомобилей такого типа, различают универсалы, хэтчбеки, кроссоверы и внедорожники.

Универсал

Данный тип автомобиля отличается тем, что имеет практически одинаковую высоту крыши по всей протяженности автомобиля. А доступ в багажное отделение выполнено в виде одной или двух дверей. Может выпускаться в пяти или трехдверном варианте.

От седана отличается увеличенным объемом багажного отделения, более высокой стоимостью и более усиленной конструкцией с большей грузоподъемностью. Многие универсалы, имеют складывающиеся задние ряды сидений, что позволяет значительно увеличить багажный объем за счет пассажирских мест. А также, могут иметь опциональную возможность с дополнительным рядом сидений, занимающих часть багажного отделения.

Хэтчбек

По своей сути, это немного измененный универсал, имеющий скошенную заднюю дверь. Но чаще всего, выпускается в более компактной модификации, и особенно популярен в Европе.

Является одной из самых удобной вариации автомобилей, идеально подходящей для повседневного использования большинством потребителей. Позволяющая перевозить объемные грузы за счет складывания заднего ряда сидений, и имеет компактный размер для городской эксплуатации.

Лифтбек

Данный тип машин, похож на седан или купе, но имеет конструкцию крышки багажника, позволяющую открывать ее, вместе с задним стеклом.

Внедорожник

Это отдельный тип транспортных средств, имеющие повышенные способности к преодолению пересеченной местности. По своему внешнему виду. Схожи с универсалами, но обладают увеличенным дорожным просветом, полным приводом, возможностью замыкания дифференциалов. А в некоторых случаях, также оборудуются третьим рядом сидений.

Кроссовер

Данный тип автомобилей, на сегодняшний день становятся все популярнее. Часто, их можно перепутать с внедорожниками, но имеют большую приспособленность к городской эксплуатации, и худшие возможности к преодолению бездорожья. Имеют более компактные размеры и более низкий клиренс.

SUV

По своей сути, является внедорожником, но рассчитанным на молодые семьи, предпочитающие проводить свободное время на природе, и заниматься активным отдыхом. Отличаются повышенным комфортом и большим багажным отделением. Однако. Могут не иметь полного привода, но обладают высоким дорожным просветом.

Однообъемные

Данные автомобили имеют главное отличие от других — это почти полное отсутствие капота, и представлены в нескольких разновидностях.

Минивэн

Среди легковых автомобилей, данный тип кузова, можно считать самым вместительным и удобным для использования в большой семье. Отличается небольшим капотом или его отсутствием, тремя рядами сидений и достаточным объемом багажного отделения. Чаще всего, имеет сдвижные задние двери, и высокую крышу.

Данные машины начали выпускаться с начала 80х годов прошлого столетия, и получили распространение среди многодетных семей Америки и Европы.

Микровэн

Одна из разновидностей минивэнов, имеющая скромные размеры, если сравнить со старшим братом, но крупнее хэтчбеков. Отличается небольшой длиной, но высокой крышей.

Компактвэн

Это промежуточный вариант между компактвэном и минивэном. Более приспособленная к повседневному городскому использованию, и может комплектоваться третьим рядом сидений. При этом, из-за более скромных габаритов, имеет уменьшенный объем багажного отделения.

Milrem Robotics скоро покажет боевую роботизированную машину Type-X

С 21 по 25 февраля в Абу-Даби пройдёт международная выставка военной техники IDEX 2021. Эстонская компания Milrem Robotics, специализирующаяся на разработке роботизированных транспортных средств для военных, пообещала впервые показать на этом мероприятии боевую роботизированную машину (Robotic Combat Vehicle или RCV) Type-X.

Задача RCV Type-X — поддержка в качестве «умного ведомого» механизированных подразделений основных боевых танков и боевых машин пехоты. Предполагается, что использование RCV для решения опасных задач и на опасных позициях поможет снизить риски для личного состава.

Боевая роботизированная машина может быть оснащена пушкой калибром до 50 мм, чтобы в тактико-огневом отношении выступать на равных с подразделением, оснащённым боевыми машинами пехоты.

Машина будет наделена интеллектуальными функциями, такими как «следуй за мной», навигация по путевым точкам и обнаружение препятствий. Однако ключевым нововведением Milrem называет совершенно новый подход, обеспечивающий дистанционное управление на более высоких скоростях.

Эстонские патрули в Африке получили беспилотное транспортное средство

Максимальная скорость машины составляет 80 км/ч по дорогам с твердым покрытием и 50 км/ч по бездорожью. Малая масса (12 тонн) Type-X и высокая мощность двигателя вкупе с эффективным управлением мощностью обеспечивают превосходную проходимость по бездорожью, а небольшая высота и заднее расположение двигателя обеспечивают малую заметность в видимом и тепловом диапазоне.

Производитель отмечает, что при проектировании Type-X были использованы знания, полученные при разработке беспилотного транспортного средства THeMIS, приобретённого десятью странами, включая шесть членов НАТО: Францию, Норвегию, Великобританию, Германию, Эстонию и США.

Типы узлов и масштабируемые наборы виртуальных машин — Azure Service Fabric

03/23/2018
Чтение занимает 2 мин

В этой статье

Масштабируемые наборы виртуальных машин являются вычислительными ресурсами Azure. Их можно использовать для развертывания коллекций виртуальных машин и управления ими в качестве набора. Каждый тип узла, определенный в кластере Azure Service Fabric, устанавливает ровно один масштабируемый набор: несколько типов узлов не могут поддерживаться одним и тем же масштабируемым набором, и один тип узла не должен поддерживаться несколькими масштабируемыми наборами.

Среда выполнения Service Fabric устанавливается на каждой виртуальной машине в масштабируемом наборе с помощью расширения виртуальной машины Microsoft. Azure. ServiceFabric . Все типы узлов можно масштабировать независимо друг от друга, изменять номер SKU операционной системы, работающей на узле кластера, открывать разные наборы портов и использовать различные метрики производительности.

На следующем рисунке показан кластер с двумя типами узлов, именуемыми интерфейсным и внутренним. Каждый тип узла имеет пять узлов.

Сопоставление экземпляров масштабируемых наборов виртуальных машин с узлами

Как показано на предыдущем рисунке, экземпляры масштабируемого набора начинаются с экземпляра 0, а затем увеличиваются на 1. Нумерация узлов отражается в именах. Например, узел BackEnd_0 является нулевым экземпляром масштабируемого набора BackEnd. Этот конкретный масштабируемый набор имеет пять экземпляров с именами BackEnd_0, BackEnd_1, BackEnd_2, BackEnd_3 и BackEnd_4.

При масштабировании масштабируемого набора создается новый экземпляр. Имя нового экземпляра масштабируемого набора, как правило, состоит из имени масштабируемого набора и номера следующего экземпляра. В нашем примере это BackEnd_5.

Сопоставление балансировщиков нагрузки масштабируемых наборов с типами узлов и масштабируемыми наборами

При развертывании кластера на портале Azure или использовании примера шаблона Azure Resource Manager перечисляются все ресурсы в группе ресурсов. Отображаются балансировщики нагрузки для каждого масштабируемого набора или типа узла. Имя балансировщика нагрузки имеет следующий формат: LB-<имя типа узла>, например LB-sfcluster4doc-0, как показано на следующем рисунке:

Расширение виртуальной машины Service Fabric

Service Fabric расширение виртуальной машины используется для начальной загрузки Service Fabric на виртуальные машины Azure и настройки безопасности узла.

Ниже приведен фрагмент кода расширения виртуальной машины Service Fabric.

"extensions": [
  {
    "name": "[concat('ServiceFabricNodeVmExt','_vmNodeType0Name')]",
    "properties": {
      "type": "ServiceFabricLinuxNode",
      "autoUpgradeMinorVersion": true,
      "protectedSettings": {
        "StorageAccountKey1": "[listKeys(resourceId('Microsoft.Storage/storageAccounts', variables('supportLogStorageAccountName')),'2015-05-01-preview').key1]",
       },
       "publisher": "Microsoft.Azure.ServiceFabric",
       "settings": {
         "clusterEndpoint": "[reference(parameters('clusterName')).clusterEndpoint]",
         "nodeTypeRef": "[variables('vmNodeType0Name')]",
         "durabilityLevel": "Silver",
         "enableParallelJobs": true,
         "nicPrefixOverride": "[variables('subnet0Prefix')]",
         "dataPath": "D:\\\\SvcFab",
         "certificate": {
           "commonNames": [
             "[parameters('certificateCommonName')]"
           ],
           "x509StoreName": "[parameters('certificateStoreValue')]"
         }
       },
       "typeHandlerVersion": "1.1"
     }
   },

Ниже приведены описания свойств.

имя;	Допустимые значения	Рекомендация или краткое описание
name	строка	Уникальное имя для расширения
тип	«Сервицефабриклинуксноде» или «Сервицефабриквиндовсноде»	Идентифицирует Service Fabric ОС для начальной загрузки
autoUpgradeMinorVersion	true или false	Включить автоматическое обновление вспомогательных версий среды выполнения SF
publisher	Microsoft. Azure. ServiceFabric	Имя издателя расширения Service Fabric
клустерендпонт	строка	URI: порт для конечной точки управления
nodeTypeRef	строка	Имя nodeType
дурабилитилевел	Бронзовая, серебристая, золотость, Platinum	Время, отведенное на приостановку работы неизменяемой инфраструктуры Azure
енаблепараллелжобс	true или false	Включите COMPUTE Параллелжобс, например Remove VM и перезагрузите виртуальную машину в том же масштабируемом наборе параллельно
никпрефиксоверриде	строка	Префикс подсети, например «10.0.0.0/24»
коммоннамес	string[]	Распространенные имена установленных сертификатов кластера
Заданного параметром x509storename	строка	Имя магазина, в котором находится установленный сертификат кластера
typeHandlerVersion	1,1	Версия расширения. 1,0. рекомендуется использовать классическую версию расширения для обновления до 1,1
Пути к данным	строка	Путь к диску, используемому для сохранения состояния Service Fabric системных служб и данных приложений.

Дальнейшие действия

Типы грузовых машин

Габариты грузовых машин и автопоездов
Газель габариты (технические характеристики) Грузоподъемность — 1500кг Кузов — тент Длина — 3м, Ширина — 1.9м,Высота — 1.5м, Объем — 12-18 м3
Газель Грузоподъемность — 1500кг Кузов — будка Длина — 3м, Ширина — 1.8м,Высота — 1.75м Объем — 12-18 м3
Газель с длинной базой Грузоподъемность — 1500кг Кузов — тент / борт Длина — 4м, Ширина — 1.9м,Высота — 2м Объем — 12-18 м3
Газель грузопассажирская Грузоподъемность — 1500кг Кузов — тент Длина — 1.9м, Ширина — 1.9м,Высота — 1.5м
Газель бортовая Грузоподъемность — 1500кг Кузов — открытый Длина — 3м, Ширина — 2м
ЗИЛ «Бычек» Грузоподъемность — 3000кг Кузов — тент-фургон Длина — 4м, Ширина — 2.3м,Высота — 2м
ЗИЛ Грузоподъемность — 5000кг Кузов — фургон Длина — 4-4.7м, Ширина — 2.4м,Высота — 2.2м Объем — 30 м3
ЗИЛ Грузоподъемность — 5-7 тонн Кузов — борт Длина — 3.8-4.7м, Ширина — 2.3м
МАЗ, КАМАЗ, Иномарки Грузоподъемность — 10 тонн Кузов — тент-борт-фургон Длина — 6м, Ширина — 2.45м,Высота — 0-2.5м Объем — 38 м3
МАЗ, КАМАЗ, Иномарки Грузоподъемность — 10 тонн Кузов — тент-борт Длина — 8-9м, Ширина — 2.45м,Высота — 0-2.5м
Евро фура Грузоподъемность — 20-25 тонн Кузов — тент-борт-термо-рефрижератор Длина — 12-13.6м, Ширина — 2.45м, Высота — 0-2.5м Объем — 60-96 м3,Вместимость 22-33 европалет
«ЮМБА»(JUMBO) Прицеп с «ломаной рамой» Грузоподъемность — 20 тонн — автопоезд Объем — 86-110 м3 (JUMBO) Вместимость 33 европалет Размер «ступеньки» — Длина — 4.4м, Ширина — 2.45м, Высота— 2.5-2.7м Размер остального прицепа —Длина — 9.2м, Ширина — 2.45м,Высота — 3.15-3.5м
Автосцепка Грузоподъемность — 16-25 тонн Общий объем — 60-120 м3 Вместимость 22-33 европалет Размер кузова — Длина — 7.5-8.05м, Ширина — 2.43м, Высота— 3м Объем — 54.67-58.68 м3 Размер прицепа — Длина — 7.5-8.05м, Ширина — 2.43м, Высота— 3м Объем — 54.67-58.68 м3

Типы швейных машин для дома -расскажем какой лучше!

По типу управления швейные машины можно разделить на следующие категории:

Электромеханические
Электронные
Компьютерные

Электромеханические

Электромеханические швейные машины можно условно разделить на машины с горизонтальным и вертикальным челноком.

Машины с вертикальным челноком отличаются высокой надежностью, долговечностью и не дорогим обслуживанием.

Но ограничены в ширине строчки до 5мм и работают чуть громче, чем машины с горизонтальным челноком.

Машины с горизонтальным челноком не требует настройки натяжения нижней нити, реже требуется смазка и уход. Если сборка машины выполнена качественно и стоит мощный мотор, то машинка отличается высокой скоростью шитья, тихоходностью и отличной работой с тонкими тканями. Ширина строчки может достигать до 7мм. Но стоит отметить, что горизонтальный челнок дорогой в ремонте и не выдерживает больших нагрузок и постоянного шитья плотных тканей.

Электронные

Машины с электронным управлением способны выполнять большее количество операций по сравнению с электромеханическими, т.к. переключением операций управляет электронный блок.

Из приятных особенностей некоторых моделей электронных машин стоит отметить возможность шитья без педали при помощи кнопки старт-стоп. Скорость шитья в таком случае регулируется специальным ползунком на передней панели машины.

Более дорогие машины с электронным управлением комплектуются мотором постоянного тока, который имеет максимальную мощность прокола на любой скорости, в отличии от моторов переменного тока, которые устанавливаются на машины электромеханического типа, в которых максимальная мощность прокола достигается только на максимальной скорости.

Компьютерные

Компьютерные машины имеют возможность подключения к компьютеру, при помощи которого осуществляется полное или частичное управление швейными или вышивальными операциями. Как правило, машины имеют достаточно высокую стоимость, что объясняется огромным количеством строчек и возможностью подключения вышивального блока. По типу управления они схожи с электронными швейными машинами, но имеют более сложную управляемую швейными операциями электронную систему.

У всех типов швейных машин есть подсветка, возможность шитья двойной иглой, съемная рукавная платформа, а скорость регулируется усилием нажатия на электро педаль.

простая машина | Определение, типы, примеры, список и факты

Простая машина , любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это простейшие известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. К простым машинам относятся наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт.

простые машины
Шесть простых машин для преобразования энергии в работу.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Наклонная плоскость состоит из наклонной поверхности; он используется для подъема тяжелых тел. Самолет предлагает механическое преимущество в том, что сила, необходимая для перемещения объекта вверх по склону, меньше поднимаемого веса (без учета трения). Чем круче наклон или наклон, тем больше требуемая сила приближается к фактическому весу. Выражаясь математически, сила F , необходимая для перемещения блока D вверх по наклонной плоскости без трения, равна его весу W, , умноженному на синус угла, который наклонная плоскость образует с горизонталью (θ).Уравнение: F = W sin θ.
наклонная плоскость
В этом представлении наклонной плоскости D представляет блок, который нужно переместить вверх по плоскости, F представляет силу, необходимую для перемещения блока, а W представляет вес блока. Выражаясь математически и предполагая, что плоскость не имеет трения, F = W sin θ.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Принцип наклонной плоскости широко используется — например, на съездах и обратных дорогах, где небольшая сила, действующая на некотором расстоянии вдоль склона, может сделать большой объем работы.
Рычаг — это стержень или доска, которая опирается на опору, называемую точкой опоры. Сила, направленная вниз, действующая на один конец рычага, может передаваться и увеличиваться в направлении вверх на другом конце, позволяя небольшой силе поднять тяжелый вес.
рычаги
Два примера рычагов (слева) Лом, поддерживаемый и свободно вращающийся на опоре f , умножает направленную вниз силу F , приложенную в точке a , так что он может преодолевать нагрузку P , оказываемую масса породы в точке b .Если, например, длина a f в пять раз равна b f , сила F будет умножена в пять раз. (Справа) Щелкунчик — это, по сути, два рычага, соединенных штифтом в точке опоры f . Если a f в три раза больше b f , сила F , приложенная рукой в точке a , будет умножена в три раза на b , легко преодолевая прочность на сжатие P в двух словах.
Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Все древние люди использовали рычаг в той или иной форме, например, для перемещения тяжелых камней или в качестве палки для копания при обработке земли. Принцип рычага использовался в свейпе, или шадуфе, длинном рычаге, поворачивающемся около одного конца с платформой или емкостью для воды, свисающей с короткой руки, и противовесами, прикрепленными к длинной руке. Мужчина мог поднять вес в несколько раз превышающий его собственный, потянув за длинную руку.Говорят, что это устройство использовалось в Египте и Индии для подъема воды и подъема солдат через стены еще в 1500 году до нашей эры.
shadoof
Shadoof, центральная Анатолия, Турция.
Noumenon
Клин — это объект, сужающийся к тонкой кромке. Если толкать клин в одном направлении, создается сила в боковом направлении. Он обычно делается из металла или дерева и используется для раскалывания, подъема или затягивания, например, для закрепления головки молотка на рукоятке.
клин
Клин для колки древесины.
Shakespeare
В доисторические времена клин использовался для раскалывания бревен и камней; топор — это тоже клин, как и зубья пилы. С точки зрения механической функции винт можно рассматривать как клин, обернутый вокруг цилиндра.
Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (оси). В своей ранней форме он, вероятно, использовался для подъема грузов или ведер с водой из колодцев.
Его принцип действия лучше всего объясняется с помощью устройства с большой шестерней и маленькой шестерней, прикрепленных к одному и тому же валу.Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне для поворота вала, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Усиление силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W, : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R, : r ).
колеса и оси
Два колеса и оси (A) Если большая шестерня и маленькая шестерня прикреплены к одному и тому же валу или оси, сила F , приложенная с радиусом R к большой шестерне, является достаточной преодолеть большую силу W на радиусе r на малой шестерне, поворачивая ось.(B) В устройстве с барабаном и канатом, способным поднимать грузы, большой барабан радиусом R может использоваться для поворота небольшого барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования большого барабана для поворота небольшого барабана с двумя радиусами, а также блока шкива. Когда сила F прилагается к веревке, намотанной вокруг большого барабана, веревка, намотанная вокруг маленького двухрадиусного барабана, наматывается с d (радиус r ₁) на D (радиус r _2).).Усилие W на радиусе блока шкивов P легко преодолевается, и прикрепленный груз поднимается.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Если большая и маленькая шестерни заменяются барабанами большого и малого диаметра, обернутыми веревками, колесо и ось становятся способными поднимать вес. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, и оператор тянет веревку на большом барабане. В этой конструкции механическое преимущество состоит в том, что радиус большого барабана делится на радиус малого барабана.Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования небольшого барабана с двумя радиусами, r ₁ и r ₂, и блока шкива. Когда к большому барабану прикладывается сила, веревка на маленьком барабане наматывается на D и выходит из d.
Мерой усиления силы, доступной в системе шкив и канат, является отношение скоростей или отношение скорости, с которой сила прилагается к канату ( V _F), к скорости при котором груз поднимается ( V _W).Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разницу радиусов меньших барабанов D и d. Выраженное математически уравнение: V _F/ V _W = 2 R / ( r ₂ — r ₁). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это соотношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, сделав два меньших барабана D и d примерно одинакового радиуса.
6 простых механизмов: облегчение работы
На протяжении всей истории люди разработали несколько устройств, облегчающих работу. Наиболее известные из них известны как «шесть простых механизмов»: колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, шкив, винт и клин, хотя последние три на самом деле являются просто продолжениями или комбинациями первых. три.
Поскольку работа определяется как сила, действующая на объект в направлении движения, машина облегчает выполнение работы, выполняя одну или несколько из следующих функций, согласно лаборатории Джефферсона:
передача силы из одного места в другое. другой,
,
, изменение направления силы,
,
, увеличение величины силы, или
,
, увеличение расстояния или скорости силы.
Простые машины — это устройства без движущихся частей или с очень небольшим количеством движущихся частей, которые облегчают работу. По данным Университета Колорадо в Боулдере, многие из современных сложных инструментов представляют собой просто комбинации или более сложные формы шести простых машин. Например, мы можем прикрепить длинную ручку к древку, чтобы сделать брашпиль, или использовать блок и снасть, чтобы подтянуть груз вверх по пандусу. Хотя эти машины могут показаться простыми, они продолжают предоставлять нам средства для выполнения многих вещей, которые мы никогда бы не смогли сделать без них.
Колесо и ось
Колесо считается одним из самых значительных изобретений в мировой истории. «До изобретения колеса в 3500 г. до н.э. люди были сильно ограничены в том, сколько вещей мы могли перевозить по суше и на какое расстояние», — написала Натали Вулховер в статье «10 лучших изобретений, изменивших мир». «Колесные тележки облегчили сельское хозяйство и торговлю, давая возможность перевозить товары на рынки и с рынков, а также облегчая бремя людей, путешествующих на большие расстояния.«
Колесо значительно снижает трение, возникающее при перемещении объекта по поверхности.» Если вы поместите картотечный шкаф на небольшую тележку с колесами, вы можете значительно уменьшить силу, необходимую для перемещения шкафа с постоянной скоростью. , «по данным Университета Теннесси.
В его книге» Древняя наука: предыстория-н.э. 500 »(Гарет Стивенс, 2010 г.) Чарли Сэмюэлс пишет:« В некоторых частях мира тяжелые предметы, такие как камни и лодки, перемещались с помощью бревенчатых катков.По мере того, как объект продвигался вперед, ролики снимались сзади и заменялись спереди ». Это был первый шаг в развитии колеса.
Однако большим нововведением было установка колеса на ось. Колесо могло быть прикреплен к оси, которая поддерживалась подшипником, или его можно было заставить свободно вращаться вокруг оси. Это привело к развитию повозок, повозок и колесниц. Согласно Самуэльсу, археологи использовали развитие колеса, которое вращается на оси. ось как показатель относительно развитой цивилизации.Самые ранние свидетельства существования колес на осях относятся к 3200 г. до н. Э. Шумеры. Китайцы самостоятельно изобрели колесо в 2800 году до нашей эры. [По теме: Почему так долго изобреталось колесо]
Множители силы
Согласно Science Quest от Wiley, помимо уменьшения трения, колесо и ось могут также служить в качестве множителя силы. Если колесо прикреплено к оси и для поворота колеса используется сила, вращающая сила или крутящий момент на оси намного больше, чем сила, приложенная к ободу колеса.В качестве альтернативы, к оси можно прикрепить длинную ручку для достижения аналогичного эффекта.
Все остальные пять машин помогают людям увеличивать и / или перенаправлять силу, приложенную к объекту. В своей книге «Перемещение больших вещей» (Пора пора, 2009) Джанет Л. Колоднер и ее соавторы пишут: «Машины обеспечивают механическое преимущество, помогающее перемещать объекты. Механическое преимущество — это компромисс между силой и расстоянием. » В следующем обсуждении простых машин, которые увеличивают силу, прилагаемую к их входу, мы пренебрегаем силой трения, потому что в большинстве этих случаев сила трения очень мала по сравнению с задействованными входными и выходными силами.
Когда сила действует на расстоянии, она производит работу. Математически это выражается как W = F × D. Например, чтобы поднять объект, мы должны выполнить работу, чтобы преодолеть силу тяжести и переместить объект вверх. Чтобы поднять объект, который вдвое тяжелее, требуется в два раза больше работы, чтобы поднять его на такое же расстояние. Также требуется вдвое больше работы, чтобы поднять один и тот же объект вдвое дальше. Как показывает математика, главное преимущество машин состоит в том, что они позволяют нам выполнять такой же объем работы, прикладывая меньшее количество силы на большее расстояние.
Качели — это пример рычага. Это длинная балка, балансирующая на оси. (Изображение предоставлено: BestPhotoStudio Shutterstock)
Рычаг
«Дайте мне рычаг и место, чтобы встать, и я переверну мир». Это хвастливое заявление приписывается греческому философу, математику и изобретателю III века Архимеду. Хотя это может быть немного преувеличением, это действительно выражает силу рычагов, которые, по крайней мере, образно, движут миром.
Гений Архимеда заключался в том, чтобы понять, что для того, чтобы выполнить ту же работу, можно найти компромисс между силой и расстоянием, используя рычаг.Его Закон рычага гласит: «Величины находятся в равновесии на расстояниях, обратно пропорциональных их весам», согласно «Архимеду в 21 веке», виртуальной книге Криса Рорреса из Нью-Йоркского университета.
Рычаг состоит из длинной балки и оси шарнира. Механическое преимущество рычага зависит от соотношения длин балки по обе стороны от точки опоры.
Например, мы хотим поднять 100 фунтов. (45 кг) вес 2 фута (61 см) от земли.Мы можем потянуть 100 фунтов. силы на вес в направлении вверх на расстояние 2 фута, и мы проделали 200 фунт-футов (271 Ньютон-метр) работы. Однако, если бы мы использовали рычаг длиной 30 футов (9 м) с одним концом под грузом и точкой опоры длиной 1 фут (30,5 см), расположенной под балкой на расстоянии 10 футов (3 м) от груза, у нас было бы только надавить на другой конец с 50 фунтами. (23 кг) силы для подъема груза. Однако нам придется опустить конец рычага на 4 фута (1,2 м), чтобы поднять груз на 2 фута.Мы пошли на компромисс, в котором мы удвоили расстояние, на которое нам нужно было переместить рычаг, но мы уменьшили необходимое усилие вдвое, чтобы проделать тот же объем работы.
Наклонная плоскость
Наклонная плоскость — это просто плоская поверхность, приподнятая под углом, как пандус. По словам Боба Уильямса, профессора кафедры машиностроения Инженерно-технологического колледжа Русса Университета Огайо, наклонная плоскость — это способ поднять груз, который будет слишком тяжелым, чтобы поднять его прямо вверх.Угол (крутизна наклонной плоскости) определяет, какое усилие необходимо для подъема груза. Чем круче пандус, тем больше усилий требуется. Это означает, что если мы поднимем наши 100 фунтов. вес 2 фута, скатывая его по 4-футовой рампе, мы уменьшаем необходимое усилие вдвое и вдвое увеличиваем расстояние, на которое он должен перемещаться. Если бы мы использовали рампу высотой 8 футов (2,4 м), мы могли бы уменьшить необходимую силу до 25 фунтов. (11,3 кг).
Шкив
Если мы хотим поднять те же 100 фунтов. груз с веревкой, мы могли прикрепить шкив к балке над грузом.Это позволило бы нам тянуть вниз, а не вверх по веревке, но для этого все равно требуется 100 фунтов. силы. Однако, если бы мы использовали два шкива — один прикреплен к верхней балке, а другой — к грузу, — и мы должны были бы прикрепить один конец троса к балке, пропустить его через шкив на грузовике, а затем через шкив на балке, нам нужно будет только натянуть веревку с 50 фунтами. силы, чтобы поднять вес, хотя нам пришлось бы тянуть веревку на 4 фута, чтобы поднять вес на 2 фута.Опять же, мы обменяли увеличенное расстояние на уменьшение силы.
Если мы хотим использовать еще меньшую силу на еще большем расстоянии, мы можем использовать блок и захват. Согласно материалам курса Университета Южной Каролины, «блок и захват — это комбинация шкивов, которая снижает количество силы, необходимой для подъема чего-либо. Компромисс заключается в том, что для блока и захвата требуется более длинная веревка. переместить что-нибудь на такое же расстояние «.
Какими бы простыми ни были шкивы, они все еще находят применение в самых современных новых машинах.Например, Hangprinter, 3D-принтер, который может создавать объекты размером с мебель, использует систему проводов и управляемых компьютером шкивов, прикрепленных к стенам, полу и потолку.
Винт
«Винт — это, по сути, длинная наклонная плоскость, обернутая вокруг вала, поэтому его механическое преимущество может быть достигнуто так же, как и наклон», — говорится на сайте HyperPhysics, созданном Государственным университетом Джорджии. Многие устройства используют винты для приложения силы, намного превышающей силу, используемую для поворота винта.К таким устройствам относятся настольные тиски и гайки на автомобильных колесах. Они получают механическое преимущество не только за счет самого винта, но также, во многих случаях, за счет использования длинной ручки, используемой для поворота винта.
Клин
По данным Института горного дела и технологий Нью-Мексико, «клинья перемещают наклонные плоскости, которые двигаются под нагрузкой для подъема или в груз для разделения или разделения». Более длинный и тонкий клин дает больше механических преимуществ, чем более короткий и широкий клин, но клин делает кое-что еще: основная функция клина — изменять направление входной силы.Например, если мы хотим расколоть бревно, мы можем с большой силой вогнать клин в конец бревна с помощью кувалды, и клин перенаправит эту силу наружу, в результате чего древесина расколется. Другой пример — дверной упор, в котором сила, используемая для толкания его под край двери, передается вниз, в результате чего возникает сила трения, которая сопротивляется скольжению по полу.
Дополнительная информация Чарльза К. Чоя, участника Live Science
Дополнительные ресурсы
John H.Линхард, почетный профессор машиностроения и истории Хьюстонского университета, «еще раз взглянет на изобретение колеса».
Центр науки и промышленности в Колумбусе, штат Огайо, предлагает интерактивное объяснение простых машин.
HyperPhysics, веб-сайт, созданный Государственным университетом Джорджии, проиллюстрировал объяснения шести простых машин.
Найдите забавные занятия с использованием простых машин в Музее науки и промышленности в Чикаго.
6 видов простых машин
Работа выполняется путем приложения силы на расстоянии. Эти шесть простых машин создают большую выходную силу, чем входную; соотношение этих сил составляет механическое преимущество машины. Все шесть перечисленных здесь простых машин использовались в течение тысяч лет, а физика, лежащая в основе некоторых из них, была количественно определена греческим философом Архимедом (ок. 287–212 до н. Э.). В сочетании эти машины могут использоваться вместе для создания еще большего механического преимущества, как в случае с велосипедом.
Рычаг
Рычаг — это простой механизм, состоящий из жесткого объекта (часто какого-либо стержня) и точки опоры (или оси). Приложение силы к одному концу жесткого объекта заставляет его вращаться вокруг точки опоры, вызывая увеличение силы в другой точке вдоль жесткого объекта. Существует три класса рычагов, в зависимости от того, где находятся входная сила, выходная сила и точка опоры по отношению друг к другу. Самый ранний рычаг использовался в качестве весов к 5000 году до нашей эры; Архимеду приписывают высказывание: «Дайте мне место, чтобы встать, и я сдвину землю».«Бейсбольные биты, качели, тачки и ломы — это все типы рычагов.
Колесо и ось
Колесо — это круглое устройство, которое прикреплено к жесткому стержню в его центре. Сила, приложенная к колесу, заставляет ось вращаться, что может использоваться для увеличения силы (например, путем наматывания веревки вокруг оси). В качестве альтернативы сила, прилагаемая для вращения оси, преобразуется во вращение колеса. Его можно рассматривать как тип рычага, который вращается вокруг центральной точки опоры.Самая ранняя известная комбинация колеса и оси была игрушечной моделью четырехколесной повозки, сделанной в Месопотамии около 3500 г. до н. Э. Колеса обозрения, шины и скалки — это примеры колес и осей.
Плоскость наклонная
Наклонная плоскость — это плоская поверхность, установленная под углом к другой поверхности. Это приводит к тому, что вы выполняете такой же объем работы за счет приложения силы на большем расстоянии. Самая основная наклонная плоскость — это пандус; для подъема по пандусу на более высокую отметку требуется меньше усилий, чем для подъема на эту высоту по вертикали.Никто не изобрел наклонную плоскость, поскольку она встречается в природе, но люди использовали пандусы для строительства больших зданий (монументальная архитектура) еще в 10–8500 годах до нашей эры. В «Плоском равновесии» Архимеда описываются центры тяжести различных геометрических плоских фигур.
клин
Клин часто считают двойной наклонной плоскостью (обе стороны наклонены), которая перемещается, чтобы оказывать силу по длине сторон. Сила перпендикулярна наклонным поверхностям, поэтому она раздвигает два объекта (или части одного объекта).Топоры, ножи и стамески — все клинья. Обычный «дверной клин» использует силу на поверхностях для обеспечения трения, а не для разделения предметов, но по сути это все равно клин. Клин — самая старая простая машина, созданная нашими предками Homo erectus , по крайней мере, 1,2 миллиона лет назад для изготовления каменных орудий.
Винт
Винт — это вал, имеющий на своей поверхности наклонный паз. При вращении винта (приложении крутящего момента) сила прикладывается перпендикулярно канавке, тем самым преобразуя вращательную силу в линейную.Он часто используется для скрепления предметов (как крепежный винт и болт). Вавилоняне в Месопотамии разработали винт в 7 веке до нашей эры, чтобы поднимать воду из низко расположенного тела в более высокое (орошение сада из реки). Эта машина позже будет известна как винт Архимеда.
Шкив
Шкив — это колесо с канавкой по краю, куда можно поместить трос или трос. Он использует принцип приложения силы на большом расстоянии, а также натяжение веревки или кабеля, чтобы уменьшить величину необходимой силы.Сложные системы шкивов могут использоваться для значительного уменьшения усилия, которое необходимо приложить изначально для перемещения объекта. Простые шкивы использовались вавилонянами в 7 веке до нашей эры; первый сложный (с несколькими колесами) был изобретен греками около 400 г. до н. э. Архимед усовершенствовал существующую технологию, сделав первый полностью реализованный блок-снаряд.
Что такое машина?
Слово «машина» («machina») на греческом языке впервые употребил древнегреческий поэт Гомер в 8 веке до н.э., который использовал его для обозначения политических манипуляций.Считается, что греческий драматург Эсхил (523–426 до н. Э.) Использовал это слово в отношении театральных машин, таких как « deus ex machina » или «бог из машины». Эта машина была краном, который выводил на сцену актеров, играющих богов.
Источники и дополнительная информация
Баутиста Пас, Эмилио и др. «Краткая иллюстрированная история машин и механизмов». Дордрехт, Германия: Springer, 2010. Печать.
Чеккарелли, Марко.«Вклад Архимеда в механику и конструкцию механизмов». Теория механизмов и машин 72 (2014): 86–93. Распечатать.
Хондрос, Томас Г. «Архимед Жизни Работы и Машины». Теория механизмов и машин 45.11 (2010): 1766–75. Распечатать.
Писано, Рафаэле и Данило Капеччи. «Об архимедовых корнях в механике Торричелли». Гений Архимеда: 23 века влияния на математику, науку и технику.Ред. Пайпетис, Стефанс А. и Марко Чеккарелли. Материалы международной конференции, состоявшейся в Сиракузах, Италия, 8–10 июня 2010 г. Дордрехт, Германия: Springer, 2010. 17–28. Распечатать.
Уотерс, Шон и Джордж А. Аггидис. «Обзор более 2000 лет: возрождение винта Архимеда от насоса к турбине». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии 51 (2015): 497–505. Распечатать.
Что такое машина? Классификация машин. Типы машин.
Что такое машина?
Проектирование машин — важная часть инженерных приложений, но что такое машина? Машина — это устройство, которое состоит из неподвижных частей и движущихся частей, объединенных вместе для генерирования, преобразования или использования механической энергии. Все машины состоят из элементов или частей и узлов. Каждый элемент представляет собой отдельную часть машины и может быть спроектирован отдельно и в сборе. Каждый элемент, в свою очередь, может быть целостной деталью или состоять из нескольких небольших частей, соединенных друг с другом с помощью клепки, сварки и т.Несколько частей машины собираются вместе, образуя то, что мы называем законченной машиной.
Вот несколько примеров станков:
Токарный станок: он использует механическую энергию для резки металлов. Другие типы станков также выполняют ту же задачу.
Турбины: они производят механическую энергию.
Компрессоры: они используют механическую энергию для сжатия воздуха.
Двигатели: они потребляют топливо и производят механическую энергию.
Холодильники и кондиционеры: они используют машиностроение для создания охлаждающего эффекта.
Стиральные машины: они используют механическую энергию для стирки одежды.
Классификация машин
Учитывая различные применения машин, они подразделяются на три основных типа:
Машины, генерирующие механическую энергию : Машины, генерирующие механическую энергию, также называются первичными двигателями .Эти машины преобразуют некоторые формы энергии, такие как тепловая, гидравлическая, электрическая и т. Д., В механическую энергию или работу. Самый популярный пример этих машин — двигатель внутреннего сгорания, в котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в механическую работу в виде вращения колес транспортного средства. Некоторыми другими примерами этой группы машин являются газовые турбины, водяные турбины, паровые двигатели и т. Д.
Машины, преобразующие механическую энергию : Эти машины называются преобразовательными машинами, потому что они преобразуют механическую энергию в другую форму энергии, такую как электрическая, гидравлическая. энергия и т. д.Некоторыми примерами этих машин являются электрический генератор, в котором вращение вала преобразуется в электрическую энергию, и гидравлический насос, в котором энергия вращения роторов преобразуется в гидравлическую энергию жидкости.
Машины, использующие механическую энергию : Эти машины получают механическую энергию и используют ее для различных приложений. Некоторыми примерами этих машин являются токарный станок, который использует механическую энергию для резки металлов, и стиральную машину, которая использует вращение ротора для стирки одежды.
Ссылка
Книга: Проектирование машин доктором П. К. Шармой и Д. К. Аггарвалом
Этот пост является частью серии: Проектирование машин или механическое проектирование
Это серия статей по проектированию машин или механическому проектированию. Машиностроение и чертеж — очень важные предметы машиностроения. Ни один продукт не может быть произведен без его проектирования. Здесь были рассмотрены некоторые основные концепции конструкции машин или механической конструкции.
Что такое инженерное проектирование?
Что такое механическое проектирование или проектирование машин?
Что такое машина?
Что такое элементы машин?
Факторы, которые следует учитывать при проектировании машины: Часть-1
Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании машины: Часть-2
Процедура проектирования машины
Навыки, которыми должен обладать хороший конструктор машин
Типы машин | Eschooltoday
Машины бывают двух видов — Простые машины и Сложные машины.
Простые машины
Простая машина — это инструмент, устройство или объект с небольшим количеством движущихся частей, которые помогают нам выполнять работу. Простые машины используются очень давно. Ранние люди использовали простые машины, чтобы толкать, тянуть, поднимать, разделять и раздавливать вещи. Они использовали простые машины, чтобы грести плоты по воде, строить дома, колоть дрова и переносить тяжелые предметы с места на место. Сегодня повсюду и вокруг нас есть простые машины.
Типы простых машин
Есть шесть типов простых машин — наклонная плоскость, клин, винт, рычаг, колесо и ось, а также шкив.У этих шести есть специфические особенности и уникальная работа, хотя некоторые из них могут работать аналогичным образом. Некоторые простые машины могут быть комбинацией простых машин.
Важно:
Простые машины, в отличие от сложных, сами по себе не работают. Они только увеличивают тягу или толчок (силу или усилие), которые использует человек, увеличивают или уменьшают расстояние или изменяют направление движения, чтобы выполнить больше работы. Они могут:
передавать силу из одного места в другое
изменять направление силы
увеличивать величину силы
увеличивать расстояние или скорость силы
Особенности простой машины
Они не используют электричество
У них есть одна или несколько движущихся частей
Они дают нам механическое преимущество
Даже если они облегчают нам работу, им все же требуется участие (сила или усилие) со стороны человека.
Они облегчают тяжелую работу, изменяя силу, направление или скорость движения.
Сложные машины
Простые машины отличаются от сложных (или составных машин). В сложных машинах, таких как грузовики, фургоны или велосипеды, используется много движущихся частей. Они объединяют в себе множество простых механизмов, таких как рычаги, шкивы и шестерни, для выполнения работы.
Теперь мы рассмотрим каждый пример простой машины.
Простые машины различных типов и их примеры — Физика О
Простые машины — это устройства, которые позволяют изменять интенсивность или направление энергии, достигающей точки входа в виде механической работы, и все компоненты которых представляют собой твердые твердые тела.Различные типы простых машин — это рычаг, шкив, наклонная плоскость, опора, колеса и оси и винты.
Простые машины используются для увеличения силы или, как уже отмечалось, для изменения ее направления; Идея всегда заключается в том, что работа требует меньше усилий и, следовательно, проще, а иногда и безопаснее. Таким образом, простые машины используются для преобразования или компенсации силы сопротивления или подъема веса в более благоприятных условиях.
В так называемых машинах из композитных материалов сочетаются преимущества двух или более простых машин.
Простые машины появились для решения проблем , возникающих в результате повседневной деятельности в очень отдаленные времена, включая охоту, рыбалку или транспортировку тяжелых предметов. По правде говоря, сначала была разработана определенная посуда, которая позже была усовершенствована, и так появились первые простые машины. Возможно, эти ранние машины функционировали почти как продолжение человеческих рук : они были деревянными инструментами для копания, острыми камнями для резки и т. Д. Но, без сомнения, они произвели важные изменения в истории человека и в его отношении к работе.
Простые машины включают те, которые имеют , единую точку опоры (в зависимости от них различается расположение указанной опоры), а используют некоторые основные физические принципы, такие как , такие как момент силы, работы, мощности, энергии и механические характеристики. Следует иметь в виду, что простые машины не избегают закона сохранения энергии: энергия не создается и не уничтожается в простой машине, она только преобразует .
Какие 6 типов простых машин?
Рычаг
Шкив
Плоскость наклонная
Люлька
Колеса и оси
Винты
Рычаг , один из самых важных, представляет собой жесткую штангу, которая может вращаться вокруг фиксированной точки, точки опоры.Сила, прикладываемая к рычагу, называется движущей силой или силой , , а преодолеваемая сила известна как сопротивление . Длина рычага важна для преодоления сопротивления.
Шкив — это шкив , используемый для подъема тяжелых предметов на определенную высоту. Это колесо, через внешнюю часть которого проходит веревка; На один из концов троса помещается груз или груз , который увеличивается, когда к другому концу прилагается большее усилие.Он служит как для уменьшения силы, необходимой для подъема предметов, так и для изменения направления. Есть простых шкивов, и другие, образованные несколькими колесами; последний называется такелаж .
В наклонной плоскости происходит то, что сила веса разбивается на две составляющие . Таким образом уменьшается усилие, необходимое для подъема груза.
Клин представляет собой корпус, в котором две несколько острые наклонные плоскости сходятся, образуя рваную точку контакта, которая позволяет разрезать или разрывать твердые предметы.
Колесо представляет собой круглое тело, которое вращается относительно фиксированной точки, называемой осью вращения , обычно цилиндрической. Он используется для передачи вращательного движения между осями, облегчения движения предметов и людей и т. Д.
Винт представляет собой не что иное, как наклонную плоскость , скрученную в спираль , каждый из витков называется резьбой . Для того, чтобы винт вошел в тело через его поверхность, его заставляют вращать , сила, необходимая для каждого поворота и завершения процесса, всегда меньше, чем требуется для вращения его по прямой.
Примеры простых машин
Вот список простых примеров машин, которые используются в повседневной жизни:
Колеса обозрения: Они позволяют извлекать воду, используя основной принцип гидравлических четок. Он частично погружен в воду и благодаря непрерывному движению позволяет извлекать воду.
Водяные насосы : Устройство для подъема, перекачки и сжатия жидкостей. Он использует фундаментальные принципы, связанные с давлением.
Краны: Посредством рычажного эффекта ему удается поднимать вес с помощью балки, тем самым создавая меньшее усилие, манипулируя им с помощью шкивов на вращающейся оси, которая позволяет горизонтальное перемещение. Устойчивость крана делает его незаменимым в строительной сфере.
Slide : он использует основы простой машины «наклонной плоскости», где задействована потенциальная энергия, задействованы концепции скорости и ускорения и предполагается, что сила трения отсутствует (или минимальна).
Вверх и вниз : В этой популярной игре эффект рычага сочетается с наклонной плоскостью, объединяясь в одну-две простые машины и используя преимущества веса и силы тяжести, основанные на точке опоры, перед тем, как действие силы и реакция сопротивления.
Тачка : Обычная в строительной области, позволяющая распределять вес, ориентируя его по направлению к ободу, что позволяет выдерживать гораздо больший вес с единственным усилием толкания тачки.
Gear: зубчатое колесо , которое заставляет объект двигаться быстрее или медленнее, манипулируя силой, необходимой для его перемещения.
Токарный станок : комбинация кривошипа и цилиндра, которая позволяет поднимать тяжелые тела с гораздо меньшей силой.
Топор : Незаменим для отделения или разрыва (например, дров), у него есть металлическая деталь, имеющая форму клина, который разрывается и позволяет разрезать.
Ножницы : Типичный пример простого рычага, который сочетает в себе сопротивление и мощность для достижения своей цели — резки путем соединения двух стальных лезвий.
Бак : Используйте шкив, чтобы поднять или опустить ковш, тем самым увеличивая массу воды за счет преобразования энергии.
Червячный винт : наклонная плоскость с резьбой вокруг стержня, который при вращении позволяет вставить резьбу (наклонную плоскость) в дерево, таким образом удерживая вместе две вещи с минимальными усилиями.
Клещи : Пример рычага, аналогично ножницам.
Щелкунчик : Рычаг, сочетающий силу и сопротивление, который позволяет приложить силу к точному месту, чтобы сломать гайку.
Удочка : Используя человеческую руку как точку опоры, рычаг управляет силой. Улучшение удочек делало задачу все менее трудоемкой.
Римская шкала : Инструмент для измерения массы, в основе которого лежат рычаги.
Гильотина : Простая машина с очень острым лезвием, сегодня ее чаще всего используют для одновременной резки большого количества бумаги.
Нож : Применяет механизмы достижения наклонной плоскости с помощью режущей кромки, обычно пищи или веревок.
Кривошипы : Инструмент, который используется для преобразования прямолинейного движения в круговое или наоборот. Он используется для вращения оси с меньшим усилием (что было очень необходимо для старинных автомобилей).
Велосипед: Приложите колесо и ось к основанию, чтобы груз мог перемещаться (человек, едущий на велосипеде).
Дополнительная информация:
машин — Wiki — Scioly.org
Машины
Тип Физика
Категория Лаборатория
Последний вид 2021
Дивизион B Веб-сайт www .soinc .org / machines-b
Отдел C Веб-сайт www .soinc .org / machines-c
1-й Средняя школа Кеннеди
2-я Неполная средняя школа Бекендорфа
3-й Средняя школа Джеффри Трейла
1-й West Windsor-Plainsboro High School Юг
2-я Средняя школа Университета Маркетт
3-й Средняя школа Трои
Машины — это событие Дивизиона B и Дивизиона C на сезоны 2020 и 2021 годов.Он состоит из части сборки и тестирования, включающей фундаментальные концепции простых и составных машин, включая типы простых машин, их использование, входные и выходные силы, механическое преимущество и многое другое.
Когда событие было в последней ротации, в 2014 и 2015 годах, оно называлось Простые машины в Дивизионе B и Составные машины в Дивизионе C.
Обзор событий
Machines — это соревнование, на котором участники проходят письменный тест и используют самодельную рычажно-рычажную систему для определения соотношения неизвестных масс.Включенные простые машины — это рычаги, шкивы, колеса и оси, наклонные плоскости, клинья и винты.
Простая машина — это механическое устройство для приложения силы. Они полезны, потому что могут облегчить физическую работу, изменяя величину или направление силы или расстояние, на которое она действует. Составные машины состоят из двух или более простых машин. Составная машина может допускать более сложные машины и более сложные выходные данные и функции.
Письменный тест
Письменный тест будет включать такие темы, как IMA, AMA, эффективность, работа, крутящий момент, мощность и история. Бесплатный ответ будет отмечен как неправильный, если не будут учтены значащие цифры, хотя некоторые оценщики могут дать частичную оценку. Единицы всегда должны быть включены.
Сила
Сила , интуитивно толкающая или тянущая, — это любое действие, которое имеет тенденцию изменять движение объекта. Сила может ускорить любой объект с массой.2}} [/ math]).
Силы представлены символом [math] \ displaystyle {F} [/ math]. Это векторы, имеющие как величину, так и направление. Чистая сила, действующая на объект, — это сумма всех сил, действующих на объект. Ускорение объекта определяется вторым законом Ньютона.
[математика] \ displaystyle {F = ma,} [/ math]
где [math] \ displaystyle {m} [/ math] — масса объекта.
Работа
Работа — приложение силы на расстоянии.То есть сила [math] \ displaystyle {F} [/ math], действующая на объект, выполняет «работу», если объект испытывает смещение [math] \ displaystyle {\ Delta s} [/ math] под действием силы. Работа показывает, сколько механической энергии передается от одного объекта к другому.
Единица работы (и энергии) в системе СИ — это джоуль (Дж), который равен энергии, необходимой для приложения силы в один ньютон на расстоянии одного метра ([math] \ displaystyle {J = N \ cdot m} [/ math]).
Работа может быть отрицательной.Например, если объект 2 передает механическую энергию объекту 1, то работа, выполняемая объектом 1, является отрицательной. Следует подчеркнуть разницу между выполненной работой на и выполненной работой на . Работа, выполняемая с объектом, относится к механической энергии, передаваемой этому объекту, тогда как работа, выполняемая объектом, относится к механической энергии, передаваемой от этого объекта к другому.
Объем работы, выполняемой силой, может быть представлен формулой [math] \ displaystyle {W = F \ cdot d} [/ math], в которой «W» представляет приложенную работу, «F» — количество силы, а «d» представляет собой расстояние, на котором действует сила.
Если угол, образованный силой и смещением, равен [math] \ displaystyle {\ theta} [/ math], то работа, которую [math] \ displaystyle {F} [/ math] выполняет с объектом, определяется следующим образом:
[математика] \ displaystyle {W = F \ cdot \ Delta s = | F | \ cdot | \ Delta s | \ cdot \ cos \ theta,} [/ math]
где [math] \ displaystyle {F, \ Delta s} [/ math] — векторы, а work [math] \ displaystyle {W} [/ math] — скаляр.
Энергия
Энергия объекта определяет его способность влиять на окружающую среду.Единица измерения энергии в системе СИ — джоуль [math] \ displaystyle {J = N \ cdot m} [/ math].
Есть много форм энергии. В этом случае мы в первую очередь рассматриваем кинетическую энергию объекта (энергия, которой он обладает от движения) и потенциальную энергию (энергию, которой он обладает благодаря своему местоположению в поле; в данном случае — гравитационное поле). Полная механическая энергия объекта определяется суммой его кинетической и потенциальной энергии. 2} [/ math])
[math] \ displaystyle {h} [/ math]: высота объекта над землей (метры)
Сохранение энергии
Закон сохранения энергии гласит, что в закрытой системе без внешних воздействий энергия не теряется и не приобретается.Несмотря на это, энергия может менять формы. Работа может быть преобразована в тепло посредством трения. Работа может быть преобразована в звук. Тепло можно преобразовать в работу через двигатели. Но энергия никогда не теряется и не приобретается в закрытой системе. Об этом важно помнить.
Законы движения Ньютона
Сэр Исаак Ньютон установил три закона, описывающих движение объекта.
Первый закон определяет инерцию и гласит, что объект будет стремиться следовать своей текущей модели движения (постоянная скорость, покой и т. Д.)) навсегда, если только на нее не действует внешняя сила. Или, как обычно утверждается, движущийся объект стремится оставаться в движении, объект в состоянии покоя стремится оставаться в покое, если на него не действует внешняя сила.
Второй закон движения определяет ускорение как прямо пропорциональное силе и обратно пропорциональное массе. Математическое соотношение между силой, ускорением и массой см. В разделе, посвященном силе.
Третий закон движения описывает, что для любой приложенной силы существует одинаковая сила, приложенная в противоположном направлении.Наиболее распространенным примером этого является нормальная сила, то есть сила, действующая с земли на объект, лежащий на земле. Если земля идеально ровная, нормальная сила — это вес объекта, приложенный к объекту в противоположном направлении.
Механическое преимущество
Механическое преимущество — это коэффициент, на который машина увеличивает силу. Он описывается как отношение выходной силы к входной.
Благодаря механическому преимуществу машины могут многократно увеличивать входную силу, что приводит к большей выходной силе, следовательно, уменьшая величину входной силы, необходимой для перемещения объекта или выполнения задачи.Хотя машины могут иметь механическое преимущество и могут умножать прилагаемую силу, из-за закона сохранения энергии они никогда не могут умножить приложенную энергию (или работу). Они могут уменьшить количество силы, необходимой для выполнения задачи, за счет увеличения расстояния, на котором применяется сила. Если расстояние увеличивается, требуется меньшее усилие для выполнения того же объема работы.
Механическое преимущество не имеет единиц.
Механическое преимущество — это отношение выходной силы к входной, как описано в формуле [math] \ displaystyle {MA = {F_o \ over F_i}} [/ math], где «MA» представляет механическое преимущество на машине «F _o» представляет выходную силу, а «F _i» представляет входную силу.
Идеальное механическое преимущество
Идеальное механическое преимущество (IMA) — это количество раз, когда машина умножит усилие, если на машине не будет трения или износа. Например, если IMA машины равен 2, это означает, что приложенная сила была удвоена машиной (опять же при условии отсутствия трения). Если IMA машины составляет 1/2, это означает, что приложенная сила была уменьшена вдвое. Если IMA равен 1, это означает, что приложенная сила осталась прежней.
Однако машины с высоким IMA не всегда желательны.Чем выше IMA у машины, тем на меньшее расстояние перемещается груз по сравнению с расстоянием входящей силы. Если IMA машины больше 1, то нагрузка перемещается на меньшее расстояние, чем расстояние, на которое прикладывается сила. Машина с IMA меньше единицы будет перемещать объект на большее расстояние, жертвуя силой.
IMA равно отношению расстояния, на котором применяется входная сила, к расстоянию, на котором применяется выходная сила.Каждый тип простой машины имеет формулу для определения своего IMA, как описано далее в этой статье. Однако общая формула для определения идеального механического преимущества: [math] \ displaystyle {IMA = {d_i \ over d_o}} [/ math], где «IMA» представляет идеальное механическое преимущество машины », d _i «представляет расстояние, на котором прикладывается входная сила, а» d _o «представляет расстояние, на котором прикладывается выходная сила.
Фактическое механическое преимущество
Фактическое механическое преимущество (AMA) — это экспериментально определенное механическое преимущество, которое учитывает трение и износ машины.Он всегда ниже IMA из-за потерь энергии, связанных с неидеальными условиями.
AMA определяется экспериментально и равна отношению выходной силы к входной. Формула для определения фактического механического преимущества очень похожа на общее уравнение для определения механического преимущества и описывается как [math] \ displaystyle {AMA = {F_o \ over F_i}} [/ math], где «AMA» представляет собой фактическое механическое преимущество машины: «F _o» представляет выходную силу, а «F _i» представляет входную силу).
КПД
КПД описывает влияние трения и износа устройства на выходную работу. Закон сохранения энергии гласит, что количество энергии в замкнутой системе постоянно. Однако некоторая работа всегда преобразуется в другие нежелательные формы энергии, такие как тепло.
Эффективность — это отношение выходной работы к входной, которое обычно выражается в процентах. Это описывается формулой [math] \ displaystyle {\ eta = {W_o \ over W_i}} [/ math], в которой eta (η) представляет эффективность машины, «W _o» представляет выходную работу. , а «W _i» представляет входную работу.КПД всегда меньше 100%. Другой способ определения эффективности — это отношение фактического механического преимущества к идеальному механическому преимуществу ([math] \ displaystyle {\ eta = {AMA \ over IMA}} [/ math]), что равносильно тому же самому.
Трение
Трение — это любая сила, действующая в направлении, противоположном результирующей силе, действующей на объект. Силу трения можно рассчитать с помощью: [математика] \ Displaystyle {F_f = \ mu N} [/ математика] где:
[math] \ displaystyle {F_f} [/ math] — сила трения (Н)
[math] \ displaystyle {\ mu} [/ math] — коэффициент трения (без единиц измерения)
[math] \ displaystyle {N} [/ math] — нормальная сила объекта (N) или сила, действующая со стороны поверхности, на которой находится объект.Во всех случаях это не вес объекта, а сила, которая отталкивает объект, оказывая на него силу.
Есть два основных типа трения, которые могут наблюдаться в этом событии: статическое трение и кинетическое трение. Статическое трение — это сила, которая противостоит силе усилия, когда объект находится в состоянии покоя, а кинетическое трение — это сила, которая противостоит силе усилия, когда объект находится в движении. Коэффициент статического трения больше, чем коэффициент кинетического трения, и оба значения будут значительно различаться в зависимости от материала.
Крутящий момент
Сила и соответствующее плечо момента.
Крутящий момент , также известный как момент силы , является эквивалентом силы вращения. Он обозначается либо [math] \ displaystyle {\ tau} [/ math], либо [math] \ displaystyle {M} [/ math]. Единица крутящего момента в системе СИ — [math] \ displaystyle {N \ cdot m} [/ math].
Крутящий момент равен силе, умноженной на перпендикулярное расстояние между местом приложения силы и точкой опоры (плечо момента). Точка опоры — это то, вокруг чего вращается тело.Если сила выражена в Ньютонах, а расстояние выражено в метрах, то единицы крутящего момента будут выглядеть как Джоули. Однако, чтобы подчеркнуть тот факт, что крутящий момент не работает, единицы измерения фактически будут Ньютон-метрами. Чистый крутящий момент на теле, скорость вращения которого не меняется, равен 0. В простых машинах его можно рассчитать по формуле
[math] \ displaystyle {\ tau = F \ cdot d,} [/ math]
где [math] \ displaystyle {d} [/ math], известное как плечо момента, вычисляется путем рисования перпендикуляра от центра к силе, как показано на рисунке справа.Формула эквивалента вращения для энергии и мощности, используемая в расчетах с двигателями:
[math] \ displaystyle {E = \ tau \ cdot \ theta, \ P = \ tau \ cdot \ omega,} [/ math]
где [math] \ displaystyle {\ theta} [/ math] — угловое смещение, а [math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] — угловая скорость.
Мощность
Power показывает, насколько быстро энергия передается или выполняется работа от одного объекта к другому. Он равен количеству переданной энергии или количеству работы, выполненной за время, необходимое для передачи этой энергии или выполнения работы.В системе СИ единица мощности — ватт, который равен одному джоулю, передаваемому в секунду ([math] \ displaystyle {W = \ frac {J} {s}} [/ math]).
Как описано ранее, формула для определения мощности следующая [math] \ displaystyle {P = {W \ over t}} [/ math]
где
[math] \ displaystyle {P} [/ math] — развитая сила
[math] \ displaystyle {W} [/ math]: количество выполненной работы или переданной энергии
[math] \ displaystyle {t} [/ math] — время, в течение которого выполнялась работа или передавалась энергия.
Другая полезная формула для определения выходной мощности двигателя — [math] \ displaystyle {P = \ тау \ омега} [/ математика]
где
[math] \ displaystyle {\ tau} [/ math] — крутящий момент, развиваемый двигателем.
[math] \ displaystyle {\ omega} [/ math] — угловая скорость вала двигателя.
Кинематика
Кинематика описывает движение тела в пространстве и была разрешена правилами 2021 года.
Линейная скорость
Линейная скорость — это скорость, с которой объект движется за время. Это выражается как: [математика] \ displaystyle {v = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}} [/ math] где
[math] \ displaystyle {v} [/ math] — скорость объекта (в м / с)
[math] \ displaystyle {\ Delta x} [/ math]: изменение положения (или пройденного расстояния) объекта (в метрах)
[math] \ displaystyle {\ Delta t} [/ math] — это изменение во времени, в течение которого произошло изменение положения (в секундах)
Ускорение
Ускорение — это скорость, с которой скорость объекта изменяется во времени.2} [/ math])
[math] \ displaystyle {\ Delta v} [/ math]: изменение скорости объекта (в м / с)
[math] \ displaystyle {\ Delta t} [/ math] — время, в течение которого произошло изменение скорости (в секундах). 2} [/ math]
Чтобы определить ускорение по силе, можно использовать Второй закон Ньютона.
Инерция
Инерция — это сопротивление объекта изменению скорости. Объект будет продолжать двигаться с постоянной скоростью и направлением, если на него не действует другая сила. Например, если вы раскачиваете теннисный мяч, прикрепленный к веревке, по кругу, а затем отпускаете его, он будет продолжать двигаться в одном направлении с постоянной скоростью. Однако если он врезается в стену, он больше не будет двигаться с постоянной скоростью, потому что на него воздействовала внешняя сила.
Импульс
Импульс — это произведение массы и скорости объекта, которое измеряется в килограмм-метрах в секунду (kg [math] \ displaystyle {\ cdot} [/ math] m / s). Математически это определяется как: [математика] \ displaystyle {p = mv} [/ math] где:
[math] \ displaystyle {p} [/ math] — импульс объекта
[math] \ displaystyle {m} [/ math] — масса объекта
[math] \ displaystyle {v} [/ math] — скорость объекта
Сохранение импульса
Сохранение количества движения означает, что скорость системы остается постоянной.Это означает, что сумма количества движения двух объектов в системе будет оставаться постоянной при любых взаимодействиях. Математически это можно выразить как: [math] \ displaystyle {p _ {\ textrm {1 initial}} + p _ {\ textrm {2 initial}} = p _ {\ textrm {1 final}} + p _ {\ textrm {2 final}}} [/ math] где [math] \ displaystyle {p} [/ math] — это импульс для двух различных объектов на разных стадиях. Обратите внимание, что сами импульсы могут меняться, но суммы должны оставаться постоянными. Одним из примеров этого является система «Колыбель Ньютона», где один шар сталкивается с другим, и они передают импульс, в результате чего скорость шара на противоположной стороне системы равна скорости исходного шара.
Импульс
Импульс — это произведение силы, приложенной к объекту, и времени, которое измеряется в Ньютон-секундах (N [math] \ displaystyle {\ cdot} [/ math] s). Сила, приложенная в течение определенного периода времени, создаст импульс. Импульс определяется как: [математика] \ Displaystyle {J = F_ {средний} \ Delta t} [/ математика] где:
[math] \ displaystyle {J} [/ math] — это импульс
[math] \ displaystyle {F_ {average}} [/ math] — среднее значение приложенной силы.
[math] \ displaystyle {\ Delta t} [/ math] — время, в течение которого применялась сила.
Импульс также можно определить как изменение количества движения объекта, к которому была приложена сила.Математически это можно выразить как: [математика] \ Displaystyle {J = mv_f-mv_i} [/ math] где:
[math] \ displaystyle {J} [/ math] — это импульс
[math] \ displaystyle {m} [/ math] — масса объекта.
[math] \ displaystyle {v_f} [/ math] — окончательная скорость объекта.
[math] \ displaystyle {v_i} [/ math] — начальная скорость объекта
История
Примечание: история не является темой правил для сезонов 2020 и 2021 годов
Архимед изучил рычаг, шкив и винт примерно в 3 веке до нашей эры и обнаружил принцип механического преимущества в рычаге.Он также изобрел винт Архимеда, устройство для перекачки воды на более высокие высоты.
Герон Александрийский перечислил в своей книге Механика пять устройств, которые могут «приводить в движение груз», простые машины, исключая наклонную плоскость, и с колесом и осью, замененными лебедкой.
Галилео Галилей опубликовал книгу Le Meccaniche ( On Mechanics ) в 1600 году, в которой он расширил теорию, лежащую в основе простых машин.Он был первым ученым, который узнал, что простые машины не создают энергию, а только преобразуют ее.
Сэр Исаак Ньютон изложил законы движения в своей книге Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica в 1687 году. в простых машинах.
Рычаг
Обнаружен Архимедом в 3 веке до нашей эры вместе со шкивом и винтом.Архимед также открыл идею механического преимущества рычага.
Первое, что люди использовали рычаг, — это открывать и ломать ракушки и фрукты, чтобы съесть пищу внутри.
Примерно к 200 г. до н.э. такие ученые, как Архимед, выясняли, почему работают рычаги.
Шкив
Нигде не записано, когда и кем был изготовлен первый шкив. Однако считается, что Архимед был первым человеком, у которого была задокументированная система блоков и захватов, как записано Плутархом.
Плоскость наклонная
Наклонные самолеты использовались людьми с доисторических времен для подъема тяжелых предметов.
Наклонная плоскость была последней простой машиной, которую признали машиной. Это потому, что он неподвижен и его можно встретить в природе в виде холмов и склонов. Древнегреческие философы, заявившие о пяти других простых машинах, никогда не решали, что наклонный самолет должен быть машиной.
Однако наклонная плоскость была окончательно признана в эпоху Возрождения наряду с другими простыми машинами.
Первые элементарные правила трения скольжения по наклонной плоскости были обнаружены Леонардо да Винчи, записанными в его записных книжках между 1452 и 1519 годами, но они до сих пор остаются неопубликованными.
Наклонная плоскость была включена как простая машина после того, как Симон Стевин получил ее механическое преимущество в 1586 году.
Колеса и оси
Самые ранние известные колеса были датированы радиоуглеродом примерно 4000–3500 гг. До н. Э. В Месопотамии колеса первоначально служили гончарными кругами, но прошло несколько столетий, прежде чем их поместили на транспортные средства для транспортировки.Археологи обнаружили изображения и фрагменты транспортных средств по всей Афроевразии, самые старые из которых связаны с культурой воронкообразных в современной Германии и Дании. В археологии остается открытым вопрос о том, мотивировало ли влияние Месопотамии другие культуры на создание своих собственных колесных транспортных средств, или несколько культур изобрели колесные транспортные средства независимо и одновременно.
клин
Происхождение клина до сих пор неизвестно. Один из первых образцов клина — ручной топор.
Значимые цифры
См. Значимые числа для получения информации о значащих числах. При выполнении вычислений ответы должны содержать соответствующее количество значащих цифр по запросу.
Типы простых машин
Схема, показывающая разницу между фиксированным шкивом и подвижным шкивом.
Есть шесть типов простых машин; шкивы, наклонные плоскости, колеса и оси, рычаги, клинья и винты.
Шкивы
Система шкивов с идеальным механическим преимуществом 2.
Шкив — колесо на оси, которое предназначено для поддержки движения и изменения направления троса или ремня по его окружности. Есть два типа шкивов: фиксированные шкивы и подвижные шкивы. Фиксированный шкив — это стационарный шкив, который не перемещается под нагрузкой. Подвижный шкив — это шкив, который свободно подвешен и перемещается вместе с грузом.
Оба типа шкивов являются рычагами. Фиксированный шкив — это рычаг класса 1 с рычагом усилия, равным рычагу нагрузки; Подвижный шкив — это рычаг класса 2 с рычагом усилия, вдвое превышающим длину рычага нагрузки.
В одиночном фиксированном шкиве, если груз прикреплен к одному концу струны, теоретическая величина входного усилия, необходимого для подъема груза, равна силе тяжести, действующей на груз; он имеет идеальное механическое преимущество, равное 1. Однако из-за потерь на трение и износа шкива фактическое механическое преимущество одного неподвижного шкива всегда меньше 1. Хотя использование машины, уменьшающей прилагаемое усилие, может показаться неэффективным, одиночный фиксированный шкив полезен для изменения направления силы.
Одиночный фиксированный шкив имеет IMA, равный 1, и поэтому его можно уравновесить, поместив две одинаковые нагрузки с каждой стороны. Шкивы
могут быть более полезными, чем когда есть несколько шкивов, объединенных в систему. Как неподвижные, так и подвижные шкивы могут быть объединены в систему, однако два подвижных шкива не могут быть размещены рядом друг с другом. Распространенный метод определения идеального механического преимущества системы шкивов — это подсчет количества длин каната, непосредственно поддерживающего нагрузку.Другой метод — подсчет количества шкивов в системе. Например, на картинке слева есть два отрезка веревки, непосредственно поддерживающие нагрузку, а также отдельный отрезок веревки, который используется для приложения входной силы. Поскольку веревка имеет две длины, идеальное механическое преимущество — 2.
В системе шкивов слева представьте, что к струне прилагается сила маленькой стрелкой. Если натянуть тетиву на 2 метра вниз, крючок поднимется на 1 метр.Это потому, что есть две струны, которые поднимают крючок, и только одна струна, которую тянут. Это означает, что расстояние, на котором прикладывается входная сила, в два раза больше, чем расстояние, на котором прикладывается выходная сила. Из-за этого идеальное механическое преимущество (которое представляет собой отношение входного расстояния к выходному расстоянию) этой системы шкивов составляет 2: 1, обычно обозначаемое как просто 2. Это означает, что входная сила, необходимая для подъема груза, составляет лишь половину от столько же, сколько сила тяжести на грузе.Например, если груз в 50 ньютонов прикреплен к крюку в системе шкивов слева, для подъема груза потребуется всего 25 ньютонов силы. Шкивы могут быть объединены в еще более крупные системы с еще большим количеством шкивов, что еще больше увеличивает идеальное механическое преимущество.
Шкивы часто можно купить в хозяйственных магазинах. Они также могут быть построены из самых разных материалов для дома.
Щелкните изображение, чтобы увидеть решение для сложной системы.
Существует два метода расчета IMA составной системы:
Используйте формулу [math] \ displaystyle {IMA = \ frac {d_ {in}} {d_ {out}}} [/ math].Когда груз поднимается на расстояние [math] \ displaystyle {d_ {out}} [/ math], найдите расстояние, на которое перемещается каждый шкив, а затем расстояние, на которое перемещается входная сила, используя то, что длина струн остается постоянной.
Используйте формулу [math] \ displaystyle {IMA = \ frac {F_ {out}} {F_ {in}}} [/ math]. Тогда натяжение одной и той же струны будет одинаковым, и, поскольку система сбалансирована, можно также нарисовать диаграмму свободного тела для каждого шкива, чтобы рассчитать натяжение различных струн.
Решение о том, какой метод использовать, основывается на практике, хотя чаще всего два метода имеют схожие трудности.Решение сложной системы оружия, использующее оба метода, можно найти на картинке справа.
Ремень и шкив
Система ремня и шкива имеет два или более фиксированных шкива, соединенных ремнем. IMA задается соотношением [math] \ displaystyle {\ frac {r_ {out}} {r_ {in}}} [/ math], а направление вращения между шкивами одинаковое, если только ремень не пересекается. в форме X, и в этом случае направления вращения противоположны.
Плоскости наклонные
Наклонная плоскость с идеальным механическим преимуществом 4.
Наклонная плоскость — это плоская поверхность (плоскость), расположенная под углом (наклон). Наклонные плоскости используются для подъема грузов на большую высоту за счет увеличения расстояния, на которое прикладывается сила, используемая для подъема груза. Идеальное механическое преимущество наклонной плоскости — это отношение длины диагонали (длины наклонной поверхности) к вертикальной длине, до которой поверхность поднимается. Это иллюстрируется формулой [math] \ displaystyle {IMA = {d_i \ over d_v}} [/ math], в которой IMA представляет идеальное механическое преимущество наклонной плоскости, d _i представляет расстояние наклонной поверхности, а «d _v» представляет расстояние по вертикали, на которое наклонная поверхность поднимается.
Например, на диаграмме справа наклонная поверхность (красная линия) имеет длину 4 единицы, а расстояние по вертикали, на которое эта наклонная поверхность поднимается (зеленая линия), составляет 1 единицу длины, что дает идеальную механическое преимущество 4. Это означает, что перемещение груза вверх по наклонной плоскости теоретически требует только одной четвертой силы, необходимой для непосредственного подъема груза. Например, если груз 60 ньютон помещается внизу наклонной плоскости, теоретически потребуется всего 15 ньютонов силы, чтобы переместить груз вверх по наклонной плоскости.Однако, как правило, существует значительное трение, приводящее к фактическому механическому преимуществу, намного меньшему, чем идеальное механическое преимущество 4.
Когда вводится статическое трение, минимальная требуемая сила может быть рассчитана с использованием диаграммы свободного тела с силой трения по направлению к нижней части плоскости с величиной [math] \ displaystyle {| f | = | F_N | \ cdot \ mu = mg \ mu \ cos \ theta} [/ math], где [math] \ displaystyle {\ mu} [/ math] — коэффициент статического трения.
Колеса и оси
Пример системы колеса и оси, изображающий формулу для определения идеального механического преимущества системы колеса и оси.
Колесо и ось состоят из двух частей, колеса и оси, в которых обе части вращаются друг с другом при передаче силы друг другу. Система колеса и оси может использоваться по-разному, в том числе для транспортировки чего-либо, для поворота чего-либо другого на оси или для поворота другого колеса и оси. Примеры колеса и оси включают отвертки и ведущее колесо.
Колесо и ось представляют собой рычаг, в котором центром вращения колеса и оси является точка опоры, а жесткий стержень превращен в круг.
Как показано на диаграмме справа, формула для нахождения идеального механического преимущества системы колес и осей следующая [math] \ displaystyle {IMA = {R \ over r}} [/ math], где «IMA «представляет идеальное механическое преимущество колеса и оси,» R «представляет радиус колеса, а» r «представляет радиус оси.
Рычаги
Как показано слева направо: рычаги 1-го, 2-го и 3-го класса.
Рычаг — это жесткий стержень, опирающийся на точку поворота, известную как точка опоры . Существует три типа рычагов, которые характеризуются положением входящей силы (усилия), выходной силы (нагрузка / сопротивление) и точки опоры по отношению друг к другу:
First Class — Точка опоры находится посередине, усилие с одной стороны, а нагрузка — с другой.Примером рычага первого класса могут быть качели или лом.
Второй класс — Точка опоры находится с одной стороны, нагрузка — посередине, а усилие — с другой стороны. Примером рычага второго класса может быть тачка или груша для орехов. Поскольку сила усилия всегда находится на большем расстоянии от точки опоры, чем сила сопротивления (сила, действующая на груз), рычаг второго класса всегда имеет идеальное механическое преимущество больше единицы (см. Формулу, описанную ниже).
Третий класс — Точка опоры находится с одной стороны, нагрузка — с другой стороны, а усилие — посередине. Примером рычага третьего класса может быть пинцет или локоть. Поскольку сила сопротивления всегда находится на большем расстоянии от точки опоры, чем сила усилия, рычаг третьего класса всегда имеет идеальное механическое преимущество менее 1 (см. Формулу, описанную ниже).
Расположение силовых рычагов всех трех классов рычагов.
Чтобы найти IMA рычага, разделите расстояние между точкой опоры и усилием на расстояние между точкой опоры и грузом.Это может быть представлено формулой [math] \ displaystyle {IMA = {d_i \ over d_o}} [/ math], в которой «IMA» представляет идеальное механическое преимущество рычага, «d _i представляет расстояние от входное усилие к точке опоры (известное как входное плечо или плечо усилия), а d _o представляет собой расстояние от выходной силы до точки опоры (известной как рычаг нагрузки, выхода или сопротивления). Эти два расстояния изображены на каждом из трех классов рычагов на диаграмме справа.

Один из способов запомнить различные классы рычагов — это мнемоника «FRE 123», в которой «FRE» обозначает точку опоры, сопротивление и усилие соответственно. Они соответствуют классу рычага («123» в мнемонике). В зависимости от того, какой компонент рычага (точка опоры, сила сопротивления или сила усилия) находится между двумя другими, класс рычага может быть определен путем сопоставления этой буквы с соответствующим ей номером. Например, зная, что сила усилия находится посередине между точкой опоры и силой сопротивления в паре пинцета, можно определить, что пинцет относится к рычагу 3-го класса (поскольку 3 соответствует букве «E» в «FRE»; «E «представляет силу усилия, которая находится посередине для пинцета).
Рычаг уравновешен, если он находится в состоянии покоя или вращается с постоянной скоростью. Когда рычаг сбалансирован, чистый крутящий момент равен нулю, поэтому крутящий момент усилия равен крутящему моменту нагрузки,
[math] \ displaystyle {F_ {in} d_ {in} = F_ {out} d_ {out}, \ IMA = \ frac {d_ {in}} {d_ {out}}. } [/ math]
клинья
IMA клина — это отношение глубины проникновения к ширине клина.
Клин представляет собой составную наклонную плоскость треугольной формы. Клин преобразует силу, приложенную к его тупому концу (сторона, противоположная месту встречи двух наклонных поверхностей), в силы, перпендикулярные наклонным поверхностям.Использование клина включает разделение двух объектов, разделение объекта, подъем объекта или удержание объекта на месте. Обычные повседневные примеры клиньев включают ножи и топоры. Застежка-молния, еще один пример клина, состоит из верхнего треугольного клина и двух нижних клиньев, которые закрывают зубцы молнии.
Идеальное механическое преимущество клина — это отношение длины клина (часто называемой «глубиной проникновения») к ширине тупого конца. Это показано в формуле [math] \ displaystyle {IMA = {L \ over w}} [/ math], в которой IMA представляет идеальное механическое преимущество клина, L — длину клина, и «w» представляет ширину тупого конца.Это показано на диаграмме справа.
Винты (только категория C)
Винт по существу представляет собой наклонную плоскость, намотанную вокруг центральной оси. Винты преобразуют вращательную силу в вертикальную. Примером может служить ножничный домкрат. [math] \ displaystyle {IMA = \ frac {2 \ pi L} {p}} [/ math], где L — длина ручки, а p — расстояние между соседними резьбами.
Кривая, образованная наклонной плоскостью, называется резьбой. Расстояние по вертикали между резьбой называется шагом винта.Винт часто сочетается с отверткой, которая представляет собой колесо и ось. ISO регулирует размеры и форму винтов.
Составные машины
Составная машина — это серия простых машин, используемых вместе для создания одной машины, часто с целью значительного увеличения IMA и уменьшения силы усилия. IMA любой составной машины — это продукт всех значений IMA простых машин, составляющих составную машину. Например, если рычаг с IMA 3 и шкив с IMA 2 соединены, полученная составная машина будет иметь IMA 6.
Зубчатая передача
Шестерня — это вращающаяся часть машины с зубьями. Две шестерни со сцепленными зубьями передают крутящий момент. Если входная шестерня имеет зубцы [math] \ displaystyle {N_ {in}} [/ math], а выходная шестерня имеет зубцы [math] \ displaystyle {N_ {out}} [/ math], ее механическое преимущество определяется следующим образом: [математика] \ displaystyle {\ frac {N_ {out}} {N_ {in}}} [/ math]. Для большинства шестерен (с зубьями на внешней поверхности) вращение ведомой шестерни происходит в направлении, противоположном вращению первичной шестерни.
Система зубчатых колес аналогична системе ремня и шкива, в которой механическое преимущество обеспечивается соотношением радиусов, а не соотношением числа зубьев.
Шкив дифференциала и брашпиль
Схема шкива дифференциала и брашпиля дифференциала.
Шкив дифференциала состоит из двух шкивов и одной струны. Он известен своими высокими механическими преимуществами и относительно простой конструкцией. На рисунке справа слева изображен шкив дифференциала, а справа — брашпиль дифференциала.
Оси посередине зафиксированы и вращаются вместе. Пусть у внешнего будет радиус [math] \ displaystyle {R} [/ math], а у внутреннего — радиус [math] \ displaystyle {r} [/ math].
Затем, когда [math] \ displaystyle {F} [/ math] перемещается на [math] \ displaystyle {2 \ pi R} [/ math], и большая, и меньшая оси вращаются на один оборот. Подвижный шкив и, следовательно, груз перемещаются вверх на [math] \ displaystyle {\ pi (R-r)} [/ math].
Следовательно, шкив дифференциала имеет механическое преимущество [математика] \ displaystyle {\ frac {2} {1- \ frac {r} {R}}} [/ math].Чем ближе радиус двух осей, тем больше механическое преимущество.
Механическое преимущество дифференциальной лебедки можно рассчитать аналогичным образом, при этом длинная ручка обеспечивает еще большее механическое преимущество, действуя как колесо и ось.
Устройство
В части мероприятия, посвященной тестированию устройств, команды используют рычаг класса 1 для определения соотношения между тремя неизвестными массами. Цель состоит в том, чтобы определить соотношения как можно быстрее и точнее.Масса неизвестных масс может варьироваться в зависимости от параметров, указанных в правилах. Максимально допустимые коэффициенты, определенные в правилах, зависят от уровня соревнований.
Материал
Металл — самый прочный материал для изготовления рычага. Однако с ним труднее работать, чем с деревом, без опыта работы, он может давать эффект раскачивания, а также стоит дороже.
С древесиной, вероятно, легче всего работать, но она может гнуться, если древесина слишком легкая, и часто вызывает большее трение, чем другие материалы.
Труба ПВХ гнется и может сломаться при больших массах. Однако этот материал можно использовать для создания конструкции скользящей опоры.
Конструирование устройства
Практически все конструкции включают подставку, поддерживающую рычаг. Однако существует множество конструкций для соединения рычага с подставкой:
1. Поместите центр масс рычага на предмет, который действует как точка опоры. Это простейшая конструкция, но с ней сложно работать, потому что рычаг может скользить и выходить из равновесия.Гири также будут размещены на верхней части рычага, поэтому может быть трудно определить расстояние от гири до точки опоры.
2. Постройте подставку и затем повесьте на нее рычаг. Эта конструкция имеет минимальное трение и, следовательно, точна. Однако из-за минимального трения балансировка рычага потребует много времени и требует большой тонкой настройки.
3. Постройте подставку и поставьте сверху штангу. Просверлите отверстие в рычаге и проденьте штангу через это отверстие.Дизайн аналогичен дизайну 1, но с ним легче работать, и он расположен выше над землей. Устройство имеет большее трение, чем конструкция 2, и поэтому оно быстрее, но менее точно. (неправильное описание)
4. Постройте подставку и повесьте на нее кольцо, через которое может проходить рычаг. Эта конструкция является самой быстрой для измерения соотношений. Однако перемещение точки опоры приведет к тому, что вес рычага также вызовет крутящий момент и приведет к ошибке в измерениях. Эту ошибку можно свести к минимуму, построив рычаг из светлого дерева или труб из ПВХ или включив в расчет вес дерева.
подсказок
Рычаг очень близок к сбалансированному, когда он не вращается, даже если он не идеально выровнен.
Практика: Убедитесь, что рычаг может измерять соотношение для всех возможных масс и для всех возможных соотношений масс. Например, рассмотрим размерные параметры для массы
Такие устройства, как Steelyard Balance, хотя и не подходят для параметра события, могут послужить источником вдохновения для дизайна.
Прошлое соединение машин обрабатывает подсказки прибора
Тестирование устройства для составных машин включает использование серии из 2 рычагов для максимально быстрого и точного определения соотношения масс 3 гирь.
Ограничения на строительство
Устройство должно состоять из последовательно соединенных рычагов Класса 1 и Класса 2. Во время изъятия устройство должно помещаться в коробку размером 100см * 100см * 50см, а балки должны иметь длину не более 50см. Устройство может быть выполнено из чего угодно, кроме электронного, и не должно содержать пружин. Студентам не разрешается приводить собственные массы на соревнования по определению веса неизвестных масс.
Во время соревнований
Супервизоры предоставят 3 массы, помеченные A, B и C.У команд есть максимум 4 минуты для определения соотношения масс A / B и B / C с помощью устройства.
Тестирование устройства — это компромисс между скоростью и точностью: общая оценка за тестирование устройства представляет собой сумму оценок времени и точности, где
Оценка времени = [math] \ displaystyle {\ frac {240 — \ text {Истекшее время в секундах}} {240} \ cdot10,} [/ math]
Масса (точность) Оценка = [математика] \ displaystyle {\ left (1- \ frac {| \ text {Actual Ratio} — \ text {Calculated Ratio} |} {\ text {Actual Ratio}} \ right) \ cdot20.} [/ математика]
Тогда на каждый 1% повышения точности потребуется не более 3,6 секунды.
Дополнительные ссылки
Пример связующего (Div B)
Как работают простые машины
Работа, энергия и сила
Гиперфизика — простые машины
Примеры упражнений на простой машине
Старые правила пробного события
Страница Института Франклина о простых машинах
Презентация Wisc-Oline Mechanical Advantage
Страница Soinc на комбинированных машинах
Страницы Википедии о простой машине, рычаге, шкиве, колесе и оси, наклонной плоскости, винте и клине.