Простые механизмы. Рычаг (рычаг первого рода и рычаг второго рода). Блок (неподвижный блок и подвижный блок). Наклонная плоскость. Гидравлический пресс. Золотое правило механики

Рычаг (рычаг первого рода и рычаг второго рода):
Рычаг первого рода: ось вращения расположена между точками приложения сил, а сами силы направлены в одну сторону. Рычаг второго рода: ось вращения расположена по одну сторону от точек приложения сил, а сами силы направлены противоположно друг другу. Система отсчета: совокупность тела отсчета (относительно которого рассматривается движение), связанных с ним системы координат и способа измерения времени.
Блок:
Неподвижный блок (равноплечный рычаг первого рода): выйгрыша в силе не дает. F=mg — он позволяет менять направление и только Подвижный блок (рычаг второго рода) дает выйгрыш в силе в 2 раза:
Наклонная плоскость:
Для равномерного подъёма груза с помощью наклонной плоскости необходимо приложить силу, во столько раз меньшую силы тяжести груза, во сколько раз длина наклонной плоскости больше её высоты:
Гидравлический пресс:
Гидравлический пресс дает выйгрыш в силе во столько раз, во сколько площадь большого поршня больше площади малого поршня.

Виды рычагов в физике

Равновесие в физике представляет собой состояние системы, при котором она находится в относительном покое к окружающим объектам. Изучением условий равновесия занимается статика. Одним из механизмов, знание условий равновесия для работы которого имеет принципиальное значение, является рычаг. Рассмотрим в статье, какие виды рычагов бывают.

Что это в физике?

Прежде чем говорить о видах рычагов (в физике 7 класса проходят данную тему), дадим определение этому устройству. Рычаг — это простой механизм, который позволяет преобразовывать силу в расстояние и наоборот. Рычаг имеет простое устройство, он состоит из балки (доски, стержня), которая имеет определенную длину, и из одной опоры. Положение опоры не является фиксированным, поэтому она может располагаться как на середине балки, так и на ее конце. Сразу отметим, что положение опоры в общем определяет вид рычага.

Последний используется человеком с незапамятных времен. Так, известно, что в древней Месопотамии или в Египте с помощью него поднимали из рек воду или перемещали огромные камни при строительстве различных сооружений. Активно использовали рычаг в Античной Греции. Единственное письменное свидетельство, которое сохранилось об использовании этого простого механизма — это «Параллельные жизни» Плутарха, где философ приводит пример использования системы блоков и рычагов Архимедом.

Понятие о вращающем моменте

Понимание принципа работы разного вида рычагов в физике возможно, если изучить вопрос равновесия рассматриваемого механизма, которое тесным образом связано с понятием момента силы.

Момент силы — это величина, которая получается, если умножить силу на расстояние от точки ее приложения до оси вращения. Это расстояние принято называть «плечом силы». Обозначим F и d — силу и ее плечо соответственно, тогда получаем:

M = F*d

Момент силы обеспечивает возможность совершить поворот вокруг данной оси всей системы. Яркими примерами, в которых можно наблюдать момент силы в действии, являются откручивание гаечным ключом гайки или открывание двери за ручку, находящуюся далеко от дверных петель.

Вращающий момент является векторной величиной. В решении задач часто приходится учитывать его знак. Следует запомнить, что всякая сила, вызывающая вращение системы тел против часовой стрелки, создает момент силы со знаком +.

Равновесие рычага

На рисунке выше показан типичный рычаг и отмечены силы, которые на него действуют. Далее в статье будет сказано, что это — рычаг первого рода. Здесь буквами F и R отмечены внешняя сила и некоторый вес груза соответственно. Также видно, что опора смещена относительно центра, поэтому длины плеч d_F и d_R не равны друг другу.

В статике показано, чтобы рычаг не двигался как целый механизм, должна нулю равняться сумма всех сил, которые на него действуют. Мы отметили только две из них. На самом деле существует еще и третья, которая этим двум противоположна и равна их сумме — это реакция опоры.

Чтобы рычаг не совершал вращательные движения, необходимо, чтобы сумма всех моментов сил была равна нулю. Плечо силы реакции опоры равно нулю, поэтому момента она не создает. Остается записать моменты сил F и R:

R*d_R — F*d_F = 0 =>

R*d_R = F*d_F

Записанное условие равновесия рычага в виде формулы, также приводится:

d_R/d_F = F/R

Это равенство означает, что для того, чтобы рычаг не совершал вращение, внешняя сила должна быть во столько раз больше (меньше) веса поднимаемого груза, во сколько раз плечо этой силы меньше (больше) плеча, на которое действует вес груза.

Приведенная формулировка означает, что во сколько раз мы выигрываем в пути с помощью рассматриваемого механизма, во столько же раз проигрываем в силе.

Рычаг первого рода

Он был показан в предыдущем пункте. Здесь лишь скажем, что для рычага данного вида опора расположена между действующими силами F и R. В зависимости от соотношения длин плеч такой рычаг может применяться как для подъема тяжестей, так и для придания телу ускорения.

Примерами рычагов первого рода являются механические весы, ножницы, гвоздодер, катапульта.

В случае весов мы имеет два плеча одинаковой длины, поэтому равновесие рычага достигается только в том случае, когда силы F и R равны друг другу. Этот факт используется для взвешивания тел неизвестной массы путем сравнения ее с эталонным значением.

Ножницы и гвоздодер — это яркие примеры выигрыша в силе, но проигрыша в пути. Каждый знает, что чем ближе к оси ножниц заложен лист бумаги, тем легче ее отрезать. Наоборот, если попытаться отрезать кончиками ножниц бумагу, то высока вероятность, что они начнут ее «жевать». Чем длиннее ручка ножниц или гвоздодер, тем легче выполнить с помощью них соответствующие операции.

Что касается катапульты, то это яркий пример выигрыша с помощью рычага в пути, а значит, и в ускорении, которое его плечо сообщает снаряду.

Рычаг второго рода

Во всех рычагах второго рода опора находится вблизи одного из концов балки. Это ее расположение приводит к наличию всего одного плеча у рычага. При этом вес груза расположен всегда между опорой и внешней силой F. Расположение сил в рычаге второго рода приводит к единственному полезному результату: выигрышу в силе.

Примерами этого вида рычага являются тачка ручная, которая служит для перевозки тяжелых грузов, а также орехокол. В обоих случаях проигрыш в пути не имеет никакого отрицательного значения. Так, в случае ручной тачки важно лишь удерживать груз на весу во время его перемещения. При этом прилагаемая сила оказывается в несколько раз меньше веса груза.

Рычаг третьего рода

Конструкция рычага этого вида во многом подобна предыдущему. Опора в этом случае также расположена на одном из концов балки, и рычаг обладает единственным плечом. Однако расположение действующих сил в нем совершенно иное, чем в рычаге второго рода. Точка приложения силы F находится между весом груза и опорой.

Яркими примерами этого вида рычага являются лопата, шлагбаум, удочка и пинцет. Во всех этих случаях мы в пути выигрываем, однако происходит существенный проигрыш в силе. Например, чтобы удержать тяжелый груз с помощью пинцета, необходимо приложить большую силу F, поэтому использование этого инструмента не подразумевает удержание с помощью него тяжелых предметов.

В заключение отметим, что все виды рычагов работают по одному и тому же принципу. Они не дают выигрыша в работе по перемещению грузов, а лишь позволяют перераспределить эту работу в сторону более удобного ее выполнения.

Рычаги. Физика на каждом шагу

Когда приходится приподнимать тяжелый груз, например, большой валун на поле, часто поступают так: подсовывают прочную палку одним концом под валун, подкладывают близ этого конца небольшой камень, полено или что-нибудь другое для опоры и налегают рукой на другой конец палки. Если валун слишком тяжел, то таким способом удается его приподнять с места.

Такая прочная палка, могущая поворачиваться вокруг одной точки, называется «рычагом», а точка, вокруг которой рычаг поворачивается, – его «точкой опоры». Надо запомнить также, что расстояние от руки (вообще от точки, где приложена сила) до точки опоры называется «плечом рычага»; так же называется расстояние от места, где на рычаг напирает камень, до точки опоры. У каждого рычага, следовательно, два плеча. Эти названия частей рычага нам нужны для того, чтобы было удобнее описать его действие.

Рис. 13

Испытать работу рычага нетрудно: вы можете превратить в рычаг любую палочку и пробовать опрокидывать ею хотя бы стопку книг, подпирая свой рычаг книгой же. При таких опытах вы заметите, что, чем длиннее плечо, на которое вы напираете рукой, по сравнению с другим плечом, тем легче поднять груз. Вы можете на рычаге небольшою силою уравновесить большой груз только тогда, когда действуете на достаточно длинное плечо рычага, – длинное по сравнению с другим плечом. Каково же должно быть соотношение между вашею силою, величиной груза и плечами рычага, чтобы сила ваша уравновешивала груз? Соотношение таково: ваша сила должна быть во столько раз меньше груза, во сколько раз короткое плечо меньше длинного.

Приведем пример. Предположим, нужно поднять камень весом 180 кг; короткое плечо рычага равно 15 см, а длинное – 90 см. Силу, с которой вы должны напирать на конец рычага, обозначим буквой х. Тогда должна существовать пропорция:

х: 180= 15: 90.

Отсюда:

Значит, вы должны напирать на длинное плечо с силою 30 кг.

Еще пример: вы в состоянии налегать на конец длинного плеча рычага с силою только 15 кг. Какой наибольший груз можете вы поднять, если длинное плечо равно 64 см, а короткое – 28 см?

Обозначив неизвестный груз через х, составляем пропорцию:

15: х = 28: 84,

откуда

Значит, вы можете таким рычагом поднять не больше 45 кг.

Сходным образом можно вычислить и длину плеча рычага, если она неизвестна. Например, сила в 10 кг уравновешивает на рычаге груз в 150 кг. Какой длины короткое плечо этого рычага, если его длинное плечо равно 105 см?

Обозначив длину короткого плеча буквою х, составляем пропорцию:

10: 150 = х: 105,

откуда

Короткое плечо равно 7 см.

Тот вид рычага, который был рассмотрен, называется рычагом первого рода. Существует еще рычаг второго рода, с которым мы теперь познакомимся.

Предположим, нужно поднять большой брус (рис. 14). Если он слишком тяжел для ваших сил, то вы засовываете под брус прочную палку, упираете ее конец в пол и тянете за другой конец вверх. В данном случае палка является рычагом; точка его опоры на самом конце; ваша сила действует на второй конец; но груз напирает на рычаг не по другую сторону от точки опоры, а по ту же сторону, где приложена ваша сила. Иными словами, плечи рычага в данном случае: длинное – полная длина рычага и короткое – часть его, засунутая под брус. Точка же опоры лежит не между силами, а вне их. В этом отличие рычага 2-го рода от рычага 1-го рода, у которого груз и сила расположены по разные стороны от точки опоры.

Рис. 14. Рычаги 1-го и 2-го рода: груз и сила расположены по разные стороны от точки опоры

Несмотря на это отличие, соотношение сил и плеч на рычаге 2-го рода такое же, как на рычаге 1-го рода: сила и груз обратно пропорциональны длинам плеч[4]. В нашем случае, если для непосредственного поднятия двери нужно, например, 27 кг, а длина плеч 18 см и 162 см, то сила

х, с которой вы должны действовать на конец рычага, определяется из пропорции

х: 27= 18: 162,

откуда

Ваше усилие должно быть не меньше 3 кг (не меньше потому, что сила в 3 кг только уравновешивает сопротивление двери).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Статья на тему «Рычажные механизмы. Часть 6. Рычаги и коромысла»

Описание

Рычажные механизмы, часть 6 Рычаги и коромысла

          В кривошипно-шатунных механизмах в качестве выходного звена, или в качестве промежуточного звена применяются рычаги, коромысла или кулисы, которые в отличие от ползуна движущегося поступательно, совершают качательное движение относительно оси соединяющей их со станиной. Однако при выполнении одинакового вида движения рычаги, коромысла и кулисы могут иметь совершенно различную конструкцию, которая зависит, прежде всего, от назначения и области применения, а точнее области техники в которой используется рычажный или кривошипно-шатунный механизм, в состав которого входят эти звенья.

     Рычаг – это звено рычажного механизма, которое будучи шарнирно установлено на неподвижно закрепленной оси совершает относительно нее качательное движение, получая при этом привод чаще всего от шатуна или тяги, с которыми он также шарнирно соединен.

       Коромысло – это одноплечий рычаг, установленный на неподвижной оси и получающий привод от шатуна или тяги.

Рычаги

        Рычаги не менее часто, чем коленчатые валы, шатуны и ползуны используются в рычажных механизмах, поскольку позволяют не только обеспечивать выполнение механизмом его функционального назначения, будучи его выходным звеном, но помимо этого, будучи его промежуточным звеном, позволяют изменять величину и направление передаваемого движения, а в ряде случаев и переносить его в параллельную или перпендикулярную плоскость.

       На Рис. 1 показана конструкция различных типов рычагов, которые наиболее часто применяются в машиностроении. На Рис. 1а показана конструкция двуплечего рычага, отверстия для соединения которого с ведущим и ведомым звеном находятся с одной стороны от оси его качания. На Рис. 1б показана конструкция двуплечего рычага, отверстия для соединения которого с ведущим и ведомым звеном находятся с различных сторон от оси его качания. На Рис. 1

в показана конструкция двуплечего рычага, отверстия для соединения которого с ведущим и ведомым звеном расположены под углом друг к другу и находятся с различных сторон от оси его качания. На Рис. 1г показана конструкция трехплечего рычага, отверстия для соединения которого с ведущим и ведомым звеном расположены под углом друг к другу и находятся с различных сторон от оси его качания. На Рис. 1д показана конструкция двуплечего рычага отверстия для соединения которого с ведущим и ведомым звеном расположены под углом друг к другу и находятся с одной стороны от оси его качания, а ведущее и ведомое плечи выполнены в виде единого элемента. На Рис. 1е показана конструкция двуплечего рычага тяжело нагруженного рычажного механизма, у которого ведомые плечи, расположенные с противоположной стороны оси качания рычага по отношению к оси отверстия в ведомом плече, передают движение двум ведомым тягам. На Рис. 1

ж показан двуплечий рычаг, в котором, расположенные под углом друг к другу ведущее и ведомое плечи выполнены с отверстиями, оси которых расположены перпендикулярно оси качания рычага. На Рис. 1и показана конструкция двуплечего рычага, имеющего сборную конструкцию и состоящего из ведущего и ведомого плеч выполненных в виде отдельных деталей жестко закрепленных на валу посредством клеммных соединений затягиваемых болтами, при этом наличие вала, обеспечивающего осевое смещение плеч рычага, позволяет рычагу передавать движение в параллельных плоскостях. На Рис. 1к показана конструкция двуплечего рычага, имеющего аналогичное назначение с предыдущим примером (смещение передаваемого движения в параллельную плоскость), но выполненного в литом варианте и имеющего удлиненную центральную ступицу в отверстии которой располагаются подшипники качения на которых рычаг устанавливается на оси, закрепленной на станине.

Рис. 1. Конструкция рычагов наиболее
часто применяемых в машиностроении.

        Рычаги, показанные на Рис. 1а–1ж выполненные методом сварки, применяются обычно в единичном и мелкосерийном производстве. В крупносерийном и массовом производстве рычаги выполняются методом штамповки или литья. На Рис. 2 показана конструкция литых рычагов. На Рис. 2а литой рычаг, применяемый в автомате перекоса лопастей вертолета, а на Рис. 2б литой рычаг, применяемый в подвеске легкового автомобиля.

Рис. 2. Конструкция литых рычагов

       В ряде случаев рычаги используются как промежуточное звено, позволяющее передать движение со смещением в параллельную плоскость. На Рис. 3а показана конструкция рычага, в которой для этой цели ведущее и ведомое плечи параллельны друг другу и смещены на определенное расстояние. В данном случае рычаг 1 на подшипниках скольжения 2 шарнирно установлен на оси 3, закрепленной на корпусной детали 4, при этом оси 5 и 6 расположенные в отверстиях ведущего и ведомого плеч рычага соединяют его с соответствующими звеньями рычажного механизма, в который входит рычаг. Для точного расположения рычага 1 на оси 3 установлены регулировочные кольца 7, а стопорение рычага на оси осуществляется стопорным кольцом 8.

Рис. 3. Конструкция рычагов, плечи которых параллельны друг
другу и смещены на определенное расстояние.

На Рис. 3б показана конструкция сборного рычага состоящего из ведущего 1 и ведомого 2 плеч, которые жестко закреплены на валике 3 посредством клеммных соединений. Валик 3 на подшипниках скольжения 4 установлен в отверстии кронштейна 5, закрепленного на станине 11 технологического оборудования, Ведущее плечо 1 рычага посредством оси 6 шарнирно соединено с ведущей тягой 8, а ведомое плечо 2 рычага посредством оси 7 шарнирно соединено с ведомым звеном 9 рычажного механизма. Положение валика 3 относительно кронштейна 5 обеспечивается регулировочными кольцами 10.

Рис. 4. Конструкция сборных рычагов.

     В оборудовании автоматического действия рычажные механизмы зачастую используются совместно с элементами зубчатых передач и кулачковыми механизмами, при этом в их состав могут входить сборные рычаги. На Рис. 4 показаны варианты конструкции таких рычагов. На Рис. 4а показана конструкция сборного рычага состоящего из непосредственно рычага и закрепленного на нем зубчатого сектора. На Рис. 4б показана конструкция сборного рычага состоящего из рычага и закрепленного на нем плоского кулачка. В обоих случаях для надежной и точной фиксации и зубчатого сектора и кулачка в рычаге предусмотрены соответствующие центрирующие и базирующие поверхности.

Рис. 5. Конструкция рычагов применяемых в приспособлениях для механической обработки.

       Рычаги различной конструкции широко применяются в приспособлениях для механической обработки. На Рис. 5 показаны варианты стандартизированных конструкций рычагов применяемых в приспособлениях для механической обработки:

• на Рис. 5а показана конструкция углового рычага, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12471,
• на Рис. 5б показана конструкция углового рычага с двумя отверстиями, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12472,
• на Рис. 5в показана конструкция углового двухкулачкового рычага, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12473,
• на Рис. 5г показана конструкция углового рычага с кулачком и пазом, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12474,
• на Рис. 5д показана конструкция углового двухпазового рычага, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12475,
• на Рис. 5е показана конструкция вильчатого рычага, форма и размеры которого определяются ГОСТ 12475.
• Рис. 6. Конструкция сварной стрелы экскаватора.

       Рычажные механизмы широко применяются в строительной и дорожной технике (кранах, экскаваторах, бульдозерах), в этом случае, рычаги входящие в их состав имеют габаритные размеры от нескольких метров до десятков метров и поэтому изготавливаются методом сварки. На Рис. 6 показана конструкция сварной стрелы экскаватора которая состоит из балки 1, кронштейна 2 для установки вала седлового подшипника, амортизатора 3 и пяты 4.

Рис. 7. Конструкции резинометаллических
шарнирных соединений.

       В шарнирных соединениях рычагов с шатунами и тягами используются подшипники скольжения и качения, игольчатые подшипники, оригинальные и стандартные шаровые соединения, конструкции которых рассмотрены в статье «Шарнирные соединения». В ряде случаев шарнирные соединения рычагов с шатуном или тягой испытывают не только поперечные усилия, но и работают на кручение, что имеет место, например в шарнирных соединениях рычагов с тягами в подвеске автомобиля. В этих случаях используются резинометаллические шарниры (см. Рис. 7).

Рис. 8. Варианты крепления рычагов на валу.

        Важным элементом, в значительной мере определяющим не только ресурс работы рычажного механизма, но зачастую и его работоспособность является соединение рычага с валом, передающим ему крутящий момент. Это соединение должно обеспечивать исключение зазора, преждевременного износа или смятия контактирующих поверхностей в процессе эксплуатации, а также простоту и удобство его разборки и сборки. Примеры таких соединений показаны на Рис. 8. На Рис. 8а показано крепление рычага на валу, в котором крутящий момент передается посредством торцевой шпонки совмещенной с шайбой. Это крепление применяется в рычажных механизмах, работающих с небольшими скоростями и знакопеременными нагрузками. При этом торцевую шпонку обычно изготавливают из стали 45 и подвергают закалке до твердости HRC 35- 40 ед., устанавливают ее на вал и рычаг по посадке h21/d11. Соединение просто в изготовлении и надежно при эксплуатации. На Рис. 8б показано клеммное соединение вала с рычагом, в котором передача крутящего момента осуществляется за счет сил трения между наружной поверхностью вала и отверстием рычага, создаваемых при его затяжке стяжным болтом. Для лучшего обжима вала в рычаге профрезерован центральный паз. Соединение, как и предыдущее, применяется в механизмах работающих с небольшими скоростями и знакопеременными нагрузками. На Рис. 8в показано соединение, в котором клеммный зажим вала совмещен с его фиксацией посредством болта, средний участок которого выполнен более точным, чем в обычном случае и плотно прижат к ответной поверхности открытого цилиндрического паза выполненного на валу. Такой болт изготавливается из стали 45 и калится до твердости HRC 35 – 40 ед, а посадка его среднего участка на вал выполняется по h21/d11. Соединение может использоваться для передачи значительных крутящих моментов. Для передачи средних по величине моментов и возможности осуществления небольшой угловой регулировки положения рычага относительно вала применяется соединение, показанное на Рис. 8д. В нем передача крутящего момента осуществляется посредством сил трения между валом и рычагом, которые создаются за счет затяжки двух регулировочных болтов и упора этих болтов в лыски вала. В такой конструкции соединения стержневая часть болта, контактирующая с валом также подвергаются закалке до твердости HRC 35–40 ед. На Рис. 8г показано соединение, в котором передача крутящего момента от вала к рычагу осуществляется посредством клиновой оси, фиксирующей рычаг за счет контакта с ответной лыской выполненной на валу. Это соединение применяется в рычажных механизмах, работающих с большими скоростями и нагрузками. В рычажных механизмах, работающих в условиях знакопеременных динамических нагрузок со значительными скоростями их соединение с валом выполняется с использованием эвольвентного шлицевого соединения с центрированием по боковой поверхности, которое показано на Рис. 8е. Внутренние шлицы в рычаге выполняются методом протягивания, поэтому при индивидуальном или мелкосерийном производстве таких соединений рычагов с валом применение эвольвентных шлицов может быть экономически не оправдано.

Для выполнения специфических требований, предъявляемых к рычажным механизмам, в состав которых входят рычаги и зависящих главным образом от области техники, в которой они используются, причем, независимо от того, являются они выходным или промежуточным звеном, в них могут встраиваться различные дополнительные устройства позволяющие:

• предохранять механизм от перегрузок,
• регулировать длину плеч рычага,
• регулировать угловое положение рычага.

Рассмотрим несколько примеров таких устройств, встраиваемых в рычаги.

Рис. 9. Конструкция предохранительного
устройства встроенного в рычаг легко
нагруженного механизма.

На Рис. 9 показана конструкция предохранительного устройства встроенного в рычаг легко нагруженного механизма, которое обеспечивает прекращение передачи движения рычагом при приложении к его ведомой части усилия больше допустимого. Оно содержит вал 6, на котором шарнирно установлен рычаг 7, также шарнирно соединенный с шатуном 8, рычаг 5 жестко закрепленный на валу 6 посредством шпоночного и клеммного соединений, при этом рычаг 5 шарнирно соединен с защелкой 3, постоянно поджатой пружиной растяжения 1, к пластине 2, закрепленной на рычаге 7. Контакт защелки 3 с пластиной 2 осуществляется посредством зуба входящего в соответствующую впадину. Если на шатун 8 действует повышенное усилие, пружина 1 растягивается и зуб защелки 3 выходит из впадины пластины 2 и движение от рычага 5 рычагу 7 не передается, при этом рычаг 5, будучи закрепленным на валу, продолжает совершать качательное движение. После прекращения действия повышенного усилия зуб защелки 3 опять свободно входит в паз пластины 2 и рычаг 7 начинает двигаться с рычагом 5 как единое целое, передавая при этом движение шатуну 8.

Рис. 10. Предохранитель по усилию встроенный в рычаг кулачкового механизма.

       На Рис. 10 показана конструкция предохранительного устройства встроенная в сборный двуплечий рычаг являющийся толкателем кулачкового механизма. Оно содержит закрепленный на валу 1 сборный двуплечий рычаг, состоящий из коромысла 3 с роликом 9 контактирующим с кулачком 10 и двуплечего рычага 2, ведущее плечо которого имеет выступ 4 прижимаемый пружиной 5 к упору 6 коромысла 3, а ведомое плечо 15 рычага 2 шарнирно соединено с корпусом 16 закрепленным на ведомой штанге 17. На рычаге 2 микропереключатель 13 контактирующий с переключающим рычагом 12, а также упор 14 имеющий возможность взаимодействия с переключающим рычагом 12. Ролик 9 коромысла 3 постоянно поджат к кулачку 10 посредством пружины (на Рис. 193 не показана), а взаимодействие коромысла 3 с двуплечим рычагом 2, при повороте коромысла по часовой стрелке, осуществляется посредством планки 11.
Работает устройство следующим образом. При нормальной работе механизма (при отсутствии перегрузок) кулачок 10 через ролик 9 передает качательное движение коромыслу 3, которое контактируя своим упором 6 с выступом 4 двуплечего рычага 2, сообщает последнему качательное движение, а его ведомое плечо 15 взаимодействуя с корпусом 16 закрепленным на штанге 17 сообщает ей поступательное движение (штанга совершает рабочий ход). При качании коромысла 2 по часовой стрелке движение рычага 3 передается посредством планки 11 и ведомое плечо 15 рычага 2 сообщает штанге 17 движение в об-ратном направлении (штанга совершает холостой ход), взаимодействуя с ней посредством корпуса 16. При таком взаимном расположении коромысла 3 и ведущего плеча рычага 2 упор 14 воздействует на рычаг переключения 12, который в свою очередь замыкает микропереключатель 13. При увеличении нагрузки, приложенной к штанге 17 выше допустимой, при совершении ею рабочего хода, последняя останавливается вместе с корпусом 16 и двуплечим рычагом 2, а кулачок 10, продолжая вращение в том же направлении, воздействует на ролик 9, и коромысло 3, преодолевая усилие пружины 5 поворачивается против часовой стрелки. В результате этого упор 14 освобождает рычаг переключения 12 и последний выключает микропереключатель 13, который при этом через систему электроавтоматики останавливает привод станка.

Рис. 11. Конструкция сборного рычага, в состав которого введено устройство для компенсации динамических нагрузок.

           На Рис. 11 показана конструкция сборного рычага, в соста

Рычаги машин — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Рычаги машин — российский андеграундный музыкальный коллектив, экспериментирующий с разными музыкальными стилями, основными из которых являются альтернативный рок и хип-хоп. Группа образовалась в Белгороде в 2002 году, одной из её важных отличительных особенностей является участие в ней на ранних этапах белгородского музыканта Ивана Алексеева, впоследствии известного как Noize MC.

Коллектив образован в Белгороде в 2002 году и считается одним из первопроходцев местной молодёжной музыкальной сцены^[1][2]. Основатель и бессменный лидер коллектива — Евгений Гоков aka Джон Конор, написавший почти все песни.

В августе 2002 группа приняла участие в фестивале поэзии и музыки «Оскольская лира» и получила лауреатский диплом^[3].

Участие Noize MC[править | править код]

Noize MC в своих интервью сообщает, что познакомился с Евгением Гоковым в 2001 году^[4] и участвовал в группе в роли басиста и бэк-вокалиста «когда еще в школе учился»^[5][6]; есть песни, приписываемые одновременно и ему, и «Рычагам машин»^[7]. Есть и последующие совместные работы, например, в альбоме 2013 года Protivo Gunz песни 10 и 12 — ремиксы на «Рычаги машин»^[8], песня 5 совместно написана Гоковым и Алексеевым.

Созданная в 2016 г. группа «Були для бабули» состоит из последнего состава «Рычагов машин» минус один человек

С 2011 года группа базируется в Москве и Санкт-Петербурге, регулярно гастролирует по стране^[9], выступает на радио и телевидении (Маяк FM, телеканал ТНТ и пр.)^[10][11], снимает видеоклипы и короткометражные музыкальные фильмы^[12]. В 2015 году приняла участие в фестивале «Крым-фест»^[13].

Группа использует множественные искажённые вариации написания своего названия, такие как «Rыchigy Mashыn 13», «RЫCHiGY MA$HЫN» и другие. По одной из версий, название является искажённой версией названия популярной американской рок-группы Rage Against the Machine («Рэйдж эгейнст зе машин»).

Некоторые музыкальные аналитики считают, что ряд работ группы имеет «культовый статус», некоторые песни «стали по сути народными»^[14].

Музыкальное видео 2015 г. «Новогодние шашки» (5:51) Выступление в Москве в клубе «Б1 Maximum»

Летом 2016 года, как сообщили участники группы, фронтмен группы Евгений Гоков неожиданно прекратил привычную творческую деятельность, сорвав все имевшиеся у группы планы^[15]. Длительное отсутствие активности с его стороны вынудило оставшихся музыкантов констатировать распад «Рычагов машин» и сформировать новую группу «Були для бабули». Басист Алексей Баженов в апреле 2017 года сообщил о неудачной попытке захвата сообщества группы «Вконтакте» (основного места концентрации слушателей)^[16] и выяснил^[17], что Евгений Гоков основал в Белгороде новую группу с названием «Кишки далматинца». В связи с этим Баженов, также исполнявший обязанности продюсера и директора «Рычагов машин», объявил, что считает историю проекта «Рычаги машин» оконченной^[17].

Состав группы на момент распада:

• Евгений Гоков aka Джон Конор
• Алексей Баженов aka josef kshetunsky
• Тимур Джалилов aka Tea more Jah

В группе в разные периоды творчества участвовало большое количество музыкантов из разных городов и музыкальных проектов. Среди них Иван Алексеев aka Noize MC, Олег Проскоков, Азат Гайфулин, Сокол, DJ Dimidroll, Ман, Нафаня, Кирилл Борисов, Саша Боевик, Ольга Неистовая, Илья Мосин и многие другие.

Альбомы:

• «Friday 13» (2002)
• «Восстание машин» («Чёрный альбом» + «Зелёный альбом») (2002—2004)
• «Машинное масло» (2004)
• «План и тёлки» (2005)
• «Nomer 5» (2005—2006)
• «Umru?» (2006)
• «Седьмой» (2006)
• «В хлам» (2006)
• SNP — «Смерть на пальме» (2007)
• «Русский рэп будет жить» (2007)
• «План эвакуации» (2007)
• «A.C.A.B.» (2009)
• «Планапокалипсис» (2011)
• «Полетаем» (2012)
• «Что у тебя внутри?» (2012)
• «О смерти» (2012)
• «Империя добра» (2012)
• «Вторжение» (2013)
• «Смерть мозга» (2013)
• «Пятница 13, часть 4» (2014)
• «Железо» (2015)
• «Америка» (2016)

Простые механизмы. Рычаг. Равновесие сил на рычаге

Цели урока

Образовательная:

• ввести понятие «простой механизм»;
• изучить устройство и принцип действия рычага;
• выяснить условие равновесия рычага;
• исследовать использование простых механизмов в природе и технике.

Развивающие:

• способствовать развитию умения анализировать, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, наблюдать и экспериментировать;
• способствовать развитию логического мышления;
• развитие учебно-коммуникативных умений (задавать вопросы, объяснять и доказывать свою точку зрения).

Воспитательные:

• способствование расширению политехнического кругозора учащихся;
• пробуждение познавательного интереса к предмету и окружающим явлениям.

Планируемые результаты

Ученики приобретут знания о

• простых механизмах;
• видах простых механизмов;
• плече силы;
• условии равновесия рычага;
• практическом применении рычага.

Ученики приобретут умения:

• измерять плечо силы;
• экспериментально определять соотношение сил и плеч для равновесия рычага.

Ученики закрепят навыки и умения:

• планировать эксперимент;
• выбирать главное из текста;
• анализировать информацию;
• делать выводы.

Тип урока: урок открытия нового знания

Вид урока: урок – исследование

Оборудование: штатив, набор грузов, рычаги, динамометр, ножницы, гаечный ключ, щипцы.

План урока

1. Организационный момент (1 мин)
2. Мотивационный момент (3 мин)
3. Освоение нового материала (20 мин)
4. Первичная проверка усвоения знаний (10 мин)
5. Первичное закрепление знаний (7 мин)
6. Подведение итогов урока (рефлексия) (3 мин)
7. Домашнее задание (1 мин)

Ход урока

1. Организационный момент. Психологический настрой

2. Мотивация учащихся.

Учитель: Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас необычный урок: урок-исследование.

Для начала решим задачу:

Штангист держит штангу весом 2 кН на высоте 2,5 м. Какую работу при этом он совершает? (А = mgh = 2ּ 10³Н ּ 2,5м = 5ּ 10³ = 5кДж).

А, если это будет более тяжелый предмет, например, шкаф. Как его приподнять? Зачастую человеческой силы для этого недостаточно. Что делать? Ученики: Можно подсунуть под край шкафа крепкую палку или, например, клюшку.

Учитель: Верно. А, чтобы разрезать ткань, например, используют ножницы. Чтобы открутить гайку используют гаечный ключ.

Все эти приспособления с точки зрения физики называются одинаково – рычаг. Как вы думаете, для чего нужен рычаг?

Ученики: Для того чтобы увеличить силу, прикладываемую человеком.

3. Освоение нового материала

Учитель: Приспособления, служащие для преобразования силы, называют механизмами. Рычаг – один из первых простейших механизмов, изобретенных человеком. Рычаг – это любое твердое тело, способное вращаться вокруг какой — либо неподвижной опоры. (Учащиеся записывают тему урока и определение рычага).

Чтобы поднять тяжелый груз на некоторую высоту, его вкатывают по наклонной плоскости или поднимают с помощью блоков. Таким образом, наклонная плоскость и блок – это тоже простые механизмы. Приведите примеры простых механизмов, которые вам встречались в быту, технике.

Ученики: качели, весло, щипцы, плоскогубцы, весы, подъемный кран.

Учитель: Различают два вида рычагов:

У рычага 1 рода (рис. а) точка опоры располагается между линиями действия приложенных сил, а у рычага 2 рода (рис. б) она располагается по одну сторону от них.

Создание проблемной ситуации

Учитель: Почему качели находятся в равновесии?

Ученики выдвигают гипотезы: Кот и ежик сидят на разных расстояниях от оси вращения (точки опоры) и имеют разный вес.

Учитель: Меньшей силой уравновешена большая сила. Какой можно сделать вывод?

Ученики: Чтобы меньшей силой уравновесить большую, нужно увеличить расстояние от точки опоры до линии действия меньшей силы.

Учитель: Будут ли в равновесии эти рычаги? Как уравновесить эти рычаги?

Учитель: У вас на столах рычаг на штативе, грузы и динамометр. На левую часть рычага подвесьте два груза. Опытным путем установите, на каком расстоянии вправо от оси вращения надо подвесить: а) один груз: б) два груза; в) три груза, чтобы рычаг пришел в равновесие.

Сделайте вывод о соотношении сил и расстояний от точки опоры до линии действия сил.

Ученики: Если силы (вес грузов) отличаются в 2 раза, то и расстояния, на которых подвешены грузы также отличаются в 2 раза. Причем большая сила должна быть приложена на меньшем расстоянии от точки опоры.

Учитель: Кратчайшее расстояние от линии действия силы до точки опоры называется плечом силы. Найдите в учебнике правило нахождения плеча силы. (Работают с учебником).

Учащиеся записывают определение плеча силы.

Ученик зачитывает: Чтобы найти плечо силы, надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы.

Учитель: Рычаг позволяет получить выигрыш в силе — это отношение сил F1/ F2.

Условие равновесия рычага:

Вывод: рычаг находится в равновесии, если отношение сил обратно пропорционально отношению расстояний.

Учащиеся записывают в тетрадь условие равновесия рычага.

4. Первичная проверка усвоения знаний

Учитель предлагает указать на рисунках плечи сил:

Учитель предлагает решить расчетную задачу: Длина одного плеча рычага 12 см, другого – 24 см. На меньшем плече подвешен груз массой 50 кг. Какая сила должна действовать на другое плечо рычага, чтобы он находился в равновесии?

Учитель предлагает проделать экспериментальное задание: Возьмите спичку и разломите ее пополам, получившиеся части снова разломите пополам, и так продолжайте ломать спичку на все более маленькие кусочки. Почему маленькие кусочки труднее разламывать, чем большие?

Учащиеся проделывают задание и отвечают на вопрос.

Физминутка: Встаньте, сначала повращайте одной рукой, затем — другой. Теперь приподнимитесь на носочках. Вы знаете, стопы ног, руки – это тоже рычаги.

5. Первичное закрепление знаний

Класс делится на 3 группы, каждая группа получает задание:

Задание 1 группе

Оборудование: ножницы разных видов, кусачки, гаечный ключ, линейка.

Измерьте с помощью линейки плечи рычагов. Определите выигрыш в силе данных простых механизмов.

Задание 2 группе

Сконструировать из подручного материала один из простых механизмов и продемонстрировать его в действии.

Задание 3 группе

Составить ребусы, кроссворд на тему: Простые механизмы в природе.

6. Подведение итогов урока (рефлексия)

1. Что называется простыми механизмами?
2. Какие виды простых механизмов вы знаете?
3. Что такое рычаг?
4. Что называется плечом силы?
5. Каково правило равновесия рычага?
6. Где применяется в нашей жизни рычаг?
7. Какое значение имеют простые механизмы в жизни человека?

Учащиеся отвечают на вопросы.

7. Домашнее задание

§ 57, 58, 60; задачи № 736, 742, 747.

Домашние опыты:

1. Положите под середину линейки карандаш так, чтобы линейка находилась в равновесии. Не изменяя взаимного расположения линейки и карандаша, уравновесьте на полученном рычаге одну монету с одной стороны и стопку из трех таких же монет с другой стороны. Измерьте плечи приложенных (со стороны монет) сил и проверьте правило рычага.
2. Определите массу линейки. У вас имеются измерительная линейка, карандаш и монета. Масса монеты считать известной, равной m.

Учитель: Желаю Вам найти свою точку опоры и всегда оставаться в равновесии! Спасибо за урок!