როგორ გამოვთვალოთ სოლი მექანიკური უპირატესობა

რა არის საერთო დანა, ბიძგი pin და chisel? თუ თვლით, რომ ისინი ყველა მკვეთრია და შეუძლიათ ნივთების ამოჭრა ან ხვრეტა, ნაწილობრივ მართალი ხართ, მაგრამ ახლა დაამატეთ doorstop სიას. ის განსაკუთრებით მკვეთრი არ არის და ვერაფერს ჭრის, მაგრამ მაინც ეკუთვნის, რადგან ყველა ნივთი სოლიების მაგალითია.

სოლი ერთ – ერთია ექვსი მოწყობილობიდან, რომელიც მეცნიერებისთვის ცნობილია როგორც მარტივი მანქანები. სულის გარდა, უბრალო მანქანებში შედის დახრილი სიბრტყე, ხრახნი, ბორბალი და ღერძი, ამძრავი და ბერკეტი. ზოგი მეცნიერი მოიცავს მექანიზმს, როგორც მეშვიდე შესასვლელს, მაგრამ სხვები მიიჩნევენ მექანიზმს, როგორც რთულ მანქანას, რომელშიც შედის როგორც ბორბალი, ისე ღერძი, პლუს ბერკეტი.

მარტივი მანქანა არის ელემენტარული მოწყობილობა, რომელიც ამრავლებს ძალას, რომელსაც მას მიმართავთ. ეს არ არის მოწყობილობა, რომელსაც აქვს შიდა კომპონენტები, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიის წყაროს, მაგალითად, საავტომობილო ძრავას, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანია რეალურ ცხოვრებაში სამუშაოს შესრულებისთვის. მარტივი მანქანები არსებობდა მანამ, სანამ ცივილიზაცია არსებობდა და თქვენ შეიძლება ამტკიცებდეთ, რომ მარტივი მანქანების აღმოჩენამ, როგორიცაა ბორბალი და სოლი, პირველ რიგში შესაძლებელი გახადა ცივილიზაცია ადგილი

უბრალო მანქანით გატარებული გაზრდილი ძალის სანაცვლოდ არის ის, რომ ძალა უნდა გამოიყენო უფრო დიდ მანძილზე. დანადგარის მექანიკური უპირატესობა იკლებს მანძილის თანაფარდობამდე, რომელსაც ძალას მიმართავთ მანძილზე მანქანა ახდენს ძალას და ეს უკანასკნელი უფრო მცირე უნდა იყოს, რომ მექანიკური უპირატესობა უფრო მეტი იყოს, ვიდრე 1. 1 – ზე ნაკლები მექანიკური უპირატესობის მქონე მანქანის გამოყენება ისეთივე სასარგებლო იქნება, როგორც ტელესკოპის არასწორი მხარის თვალიერება.

სოლი ჰგავს ორმხრივ დახრილ სიბრტყეს, მაგრამ ის საკუთარი დამსახურებით ითვლება მანქანად, რადგან ის ყოველთვის გამოიყენება კონკრეტული მიზნისთვის, რაც არის ნივთების დაშლა. რაც უფრო მკვეთრია სულის წვერი და რაც უფრო ნაზია მისი გვერდების დახრა, მით უფრო მეტ ძალას გამოიტანს სოლი. ამიტომ ბასრი დანები წვრილი პირებით ჭრისთვის უკეთესია, ვიდრე მოსაწყენი, სქელი პირებით.

მათემატიკური თვალსაზრისით, სოლი იდეალური მექანიკური უპირატესობა (IMA) არის სულის გაყოფის მანძილზე შეფარდებული მასალის თანაფარდობა (დ) გაყოფილი სიგანეზე (ვ):

IMA = D / W

ეს არის სოლი ძალის გაანგარიშება, მაგრამ თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ რომ პირდაპირ გამოთვალოთ სოლით დატვირთული ძალა კონკრეტულ მასალაში, რადგან ის არ ითვალისწინებს ხახუნს. თქვენ უფრო მეტი ხახუნის გაჭრა შეგხვდებათ, ვიდრე ყველს, ხოლო ხახუნი მოქმედებს სოლით მამოძრავებელი ძალა.

სულის წვერზე ძალის გამოსათვლელად შეგიძლიათ გამოიყენოთ სოლი იდეალური მექანიკური უპირატესობა (ვ_თ) თუ იცით, რომ სოლი იყო გამოყენებული (ვ_ა). ურთიერთობაა:

ვ_თ = (IMA) ვ_ა = D / W × F_ა

ეს ურთიერთობა არასრულია, რადგან ის არ მოიცავს ხახუნის ძალას, რომელიც ეწინააღმდეგება სოლით. ეს ძალა დამოკიდებულია როგორც სოლი, ასევე მასალის გაყოფის ხახუნის კოეფიციენტზე, ამიტომ იგი ძალზე ცვალებადია. თუ სოლიდან და მასალას შორის კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტია μ, მთლიანი ხახუნის ძალა (ვ_ვ) მოძრაობის წინააღმდეგია:

ვ_ვ = μF_ნ

სად ვ_ნ სვეტისა და მასალის საზღვარზე განხორციელებული ნორმალური ძალაა. ვ_ნ სულის კუთხეზეა დამოკიდებული.

მას შემდეგ რაც გამოთვალთ ვ_ვ, თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ სოლით წვერით განხორციელებული ძალა. Ეს არის:

ვ_თ - ვ_ვ