Sejak zaman dahulu, manusia telah berusaha untuk mempermudah pekerjaannya. Untuk melakukan ini, ia menggunakan berbagai perangkat. Apa mekanisme paling sederhana? Apa saja jenis perangkat tersebut? Apa perbedaan antara mekanisme sederhana dan kompleks? Tentang ini dan banyak lagi - nanti di artikel.
Informasi umum
Mekanisme sederhana (dari bahasa Yunani. "mesin, alat") - perangkat yang meningkatkan kekuatan. Beberapa perangkat ini muncul di zaman kuno itu sendiri. Mekanisme sederhana dapat berupa perangkat independen atau elemen dari unit yang lebih kompleks. Tergantung pada jenis konstruksi, ruang lingkup perangkat ini atau itu juga ditentukan. Penggunaan mekanisme sederhana sangat memudahkan aktivitas manusia. Perangkat semacam itu memberi keuntungan dalam kekuatan. Misalnya, baji yang didorong ke batang kayu memiliki kekuatan yang lebih besar daripada pukulan ke perlengkapan itu sendiri. Karena itu, pohon itu dengan cepat meledak ke arah yang berbeda. Pada saat yang sama, pukulan ke baji jatuh dari atas ke bawah, dan bagian-bagian batang kayu bergerak menjauh ke samping. Artinya, dalam hal ini juga terjadi transformasi arah pergerakan.
Mekanisme sederhana. Contoh
Ada beberapa jenis perlengkapan:
Pesawat miring
a) sekrup digunakan dalam sekrup, seperti bor di jackhammers, bor; juga dapat berfungsi sebagai mekanisme pengangkatan (sekrup Archimedes);
b) baji berkontribusi pada peningkatan tekanan dengan memusatkan massa di area kecil. Digunakan dalam peluru, sekop, tombak.
Tuas adalah perangkat yang dijelaskan oleh Archimedes. Dapat bertindak sebagai pemicu, sakelar.
a) gerbang digunakan untuk transmisi sabuk dan menaikkan air dari sumur.
Roda (ditemukan pada 3000 SM oleh bangsa Sumeria) adalah bagian integral dari sistem roda gigi yang digunakan dalam transportasi.
Piston berkontribusi pada penggunaan energi dari gas atau uap yang mengembang dan dipanaskan. Perangkat ini digunakan dalam mesin uap dan senjata api.
Gerbang
Perangkat ini adalah drum (silinder) yang pegangannya dipasang. Biasanya, itu digunakan sebagai mekanisme pengangkatan untuk mengangkat air dari sumur. Keuntungan kekuatan yang diperoleh saat menggunakan gerbang ditentukan oleh rasio jari-jari lingkaran di mana pegangan bergerak ke jari-jari silinder (drum) tempat tali dililit. Kerekan milik jenis gerbang modern. Perlengkapan ini adalah sistem yang mencakup silinder dan dua roda gigi dengan jari-jari yang berbeda. Perolehan kekuatan, yang secara umum menghasilkan winch, ditentukan oleh aksi gabungan dari dua gerbang. Perangkat modern memberikan kemenangan empat puluh ratus kali.
Pesawat miring
Mekanisme sederhana ini juga sering digunakan saat mengangkat benda berat. Keuntungan yang berlaku ditentukan oleh rasio panjang perangkat itu sendiri dengan tingginya, tunduk pada gesekan rendah. Seringkali, untuk menciptakan kekuatan besar (misalnya, untuk pengoperasian kapal pemecah es atau untuk memotong kayu bakar), jenis bidang miring digunakan - baji. Tindakannya didasarkan pada fakta bahwa dengan gaya besar ke arah pantat, gaya besar terbentuk yang tegak lurus terhadap permukaan samping perangkat. Jenis lain dari bidang miring adalah sekrup. Sama seperti baji, perangkat ini mampu mengubah arah atau nilai numerik dari gaya yang diberikan.
Mekanisme sederhana. Tuas
Ini adalah benda tegar yang mampu berputar di sekitar penyangga (tetap). Jarak terkecil yang memisahkan titik tumpu dan garis lurus sepanjang mana gaya bekerja pada tuas disebut bahu gaya. Untuk menemukannya, Anda harus menurunkan tegak lurus dari titik tumpu ke garis aksi gaya. Panjang tegak lurus ini akan menjadi bahu. F1 dan F2 adalah gaya yang bekerja pada tuas. Lengan yang bekerja pada perangkat adalah L1 dan L2. Tuas kemudian dalam keseimbangan ketika gaya yang bekerja padanya berbanding terbalik dengan bahu. Aturan ini dapat direpresentasikan sebagai rumus: F1 / F2=L1 / L2. Prinsip ini didirikan oleh Archimedes. Aturan ini menunjukkan bahwa gaya besar dengan tuas dapat diseimbangkan dengan yang lebih kecil. Gaya yang diterapkan pada satu bahu berkali-kali lebih besar daripada yang diterapkan pada bahu lainnya karena satu bahu lebih besarkedua.
Bagaimana orang menggunakan gadget hari ini?
Mekanisme sederhana dalam kehidupan sehari-hari sangat umum. Jadi, akan cukup sulit untuk membuka kran air jika tidak memiliki pegangan kecil, yaitu tuas yang cukup efektif. Hal yang sama dapat dikatakan tentang kunci pas, yang digunakan untuk mengendurkan atau mengencangkan mur atau baut. Semakin panjang pegangannya, semakin mudah aksinya. Jadi, ketika bekerja dengan mur dan baut yang berat atau besar saat memperbaiki mekanisme yang rumit, peralatan mesin, mobil, kunci pas dengan pegangan hingga satu meter digunakan. Pintu paling biasa juga merupakan salah satu jenis perangkat yang dimaksud.
Jika Anda mencoba membuka pintu di dekat pengikatnya, itu akan sangat sulit. Namun, semakin jauh dari engsel, pegangannya berada, semakin mudah untuk membuka pintu. Contoh yang baik adalah lompat galah. Panjangnya sekitar lima meter. Dengan bantuan tuas ini dan upaya yang tepat, atlet berhasil terbang hingga ketinggian hingga enam meter. Panjang lengannya sekitar tiga meter. Pengungkit juga ditemukan di berbagai bagian tubuh manusia dan tubuh hewan. Ini, khususnya, rahang, anggota badan. Contoh tuas rumah tangga adalah pemotong kawat, gunting untuk memotong logam atau kertas. Mesin dari berbagai jenis juga memiliki perangkat dalam desainnya yang memungkinkan untuk memperoleh kekuatan. Misalnya pedal atau rem tangan pada sepeda, gagang mesin jahit, tuts piano.
Aplikasi perlengkapan yang kompleks
Mekanisme sederhana ditemukan dalam berbagai kombinasi. Perangkat gabungan mencakup dua atau lebih bagian. Tidak harus mekanisme yang rumit - banyak perangkat sederhana dapat dianggap kompleks. Jadi, di penggiling daging ada pegangan (gerbang), sekrup yang mendorong daging dan pemotong pisau (baji). Dalam jam tangan, tangan diputar melalui sistem roda gigi yang memiliki diameter berbeda dan saling bertautan. Salah satu mekanisme sederhana gabungan yang terkenal adalah jack. Ini menggunakan kombinasi kerah dan sekrup.
Kesimpulan
Seperti yang sudah jelas, mekanisme sederhana sangat memudahkan pekerjaan seseorang. Mereka dapat terdiri dari satu atau lebih bagian. Pada saat yang sama, bahkan dengan adanya dua atau lebih elemen, mereka bisa tetap sederhana, tetapi mereka juga bisa sangat kompleks. Berbagai unit, mesin cetak, mesin mencakup beberapa bagian. Di antara elemen ada tuas, balok, sekrup, roda pada as, bidang miring, baji. Semua perangkat ini bekerja bersama. Berkat mereka, seseorang sangat memudahkan pekerjaan. Pemindahan energi mekanik dari satu bagian perangkat ke bagian lain dapat dilakukan dengan berbagai cara. Rantai, ikat pinggang, roda gigi atau roda gigi dianggap sebagai perangkat paling umum yang membantu mentransfer kekuatan dan membuat elemen individu bergerak lebih lambat atau lebih cepat, dalam satu arah atau lainnya. Perangkat yang kompleks dan berkecepatan tinggi dikendalikan sebagaibiasanya perangkat elektronik. Sensor listrik, berkat pengaturan khusus, menunjukkan kapan perlu menyalakan mekanisme tertentu, mereka juga memantau operasi sistem yang benar dan stabil.
Banyak perangkat datang ke kehidupan modern manusia dari zaman kuno. Orang-orang terus meningkatkan mekanisme kompleks, sehingga memperluas cakupan aplikasi mereka. Tidak diragukan lagi, dalam kehidupan sehari-hari seseorang, berbagai perangkat menempati tempat yang sangat penting. Banyak yang tidak dapat dibayangkan tanpa menggunakan mekanisme yang sederhana dan kompleks. Perangkat banyak digunakan dalam konstruksi, pertanian, pertambangan, dan area aktivitas manusia lainnya.
