Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Механика → Простые механизмы ↓


Механическое преимущество


В мире физики простые механизмы - это устройства, которые облегчают нам работу, позволяя применять меньшую силу при выполнении задачи. Один из ключевых понятий, связанных с простыми механизмами, - это "механическое преимущество." Оно описывает эффективность и полезность этих машин в упрощении задач. Давайте глубже разберемся, что такое механическое преимущество, как оно вычисляется и какие его различные применения в простых механизмах.

Что такое механическое преимущество?

Механическое преимущество - это отношение выходной силы, прилагаемой машиной, к входной силе, приложенной к ней. Оно показывает, насколько легче машина делает задачу. Математически механическое преимущество вычисляется по формуле:

Механическое Преимущество (МА) = Выходная Сила / Входная Сила

Например, если машина позволяет вам поднять более тяжелый объект с меньшими усилиями, она предоставляет механическое преимущество. Это означает, что вы используете меньшую силу для достижения того же результата - подъема объекта.

Простые машины и их механические преимущества

Существует много типов простых машин, каждая из которых обеспечивает свое собственное механическое преимущество. Давайте узнаем о некоторых из них:

1. Рычаг

Рычаг - это жесткий стержень, который вращается вокруг точки опоры. Приложив усилие в одной точке, можно приложить большую силу в другой. Механическое преимущество рычага определяется отношением длин рычагов:

МА = Длина плеча усилия / Длина плеча сопротивления
Плечо усилия Плечо сопротивления

Пример: Предположим, что у вас есть рычаг с плечом усилия 4 м и плечом сопротивления 1 м, тогда механическое преимущество будет:

МА = 4м / 1м = 4

Это означает, что становится в четыре раза легче поднять груз с помощью рычага.

2. Блок

Блок - это колесо с веревкой, бегущей по его краю. Это меняет направление приложенной силы, облегчая подъем груза. Механическое преимущество блока равно числу отрезков веревки, поддерживающих груз.

Пример: Если блок имеет две части веревки, поддерживающие груз, механическое преимущество будет:

МА = 2

Это означает, что нужно будет лишь половину силы, чтобы поднять груз.

3. Колесо и ось

Колесо и ось работают вместе для увеличения силы. Механическое преимущество колеса и оси вычисляется делением радиуса колеса на радиус оси.

МА = Радиус колеса / Радиус оси

Пример: Если радиус колеса составляет 40 см, а радиус оси - 10 см, то механическое преимущество будет:

МА = 40см / 10см = 4

Это означает, что система колесо и ось делает эту задачу в четыре раза легче.

4. Наклонная плоскость

Наклонная плоскость - это плоская поверхность, установленная под углом к другой поверхности. Это позволяет перемещать груз вверх с меньшей силой, чем при его вертикальном подъеме. Механическое преимущество находится путем деления длины наклона на высоту.

МА = Длина наклона / Высота наклона
Длина наклона Высота

Пример: Если длина наклона составляет 5 м, а высота - 1 м, то механическое преимущество будет:

МА = 5м / 1м = 5

Это показывает, что наклонная плоскость делает задачу по подъему в пять раз легче.

5. Клиновой механизм

Клин - это, по сути, двойная наклонная плоскость, которая движется. Он используется для раскалывания, резки или подъема объектов. Механическое преимущество клина определяется отношением длины наклона к его ширине.

МА = Длина клина / Ширина клина
Ширина Длина

Пример: Если длина клина составляет 6 см, а ширина - 2 см, то механическое преимущество будет:

МА = 6см / 2см = 3

Это показывает, что этот клин увеличивает усилие в три раза.

6. Винт

Винт - это наклонная плоскость, намотанная на цилиндр. Его механическое преимущество определяется делением окружности винта на шаг (расстояние между витками).

МА = Окружность / Шаг

Пример: Если окружность винта равна 10 см, а шаг равен 0,5 см, то механическое преимущество будет:

МА = 10см / 0,5см = 20

Это означает, что поворот винта в двадцать раз легче, чем его вдавливание напрямую.

Важность механического преимущества

Концепция механического преимущества важна для инженеров и разработчиков при создании инструментов и машин. Понимая, как использовать механическое преимущество, они могут разрабатывать системы, которые более эффективны и требуют меньше энергии на входе для выполнения того же объема работы.

Рассмотрите принцип сохранения энергии: выходная работа (которая является произведением выходной силы и расстояния, на которое она воздействует) должна равняться входной работе (входная сила умноженная на расстояние, на которое она воздействует). Хотя простые машины могут облегчить задачи, увеличивая силу, они часто требуют, чтобы входная сила была перемещена на большее расстояние.

Примеры механического преимущества в реальной жизни

Давайте рассмотрим некоторые практические примеры механического преимущества в повседневной жизни:

  • Качели: Качели помогают детям легче поднимать друг друга, размещая основу ближе к нагрузке.
  • Удочки: С использованием механики рычага удочки усиливают силу рыбака на леске.
  • Лифты: Системы блоков в лифтах позволяют поднимать значительные грузы с относительно малой электрической силой.
  • Велосипеды: Механизм колеса и оси в велосипедах позволяет велосипедистам двигаться быстрее с меньшим усилием.
  • Дверные упоры: Клиновые дверные упоры держат двери открытыми, прикладывая больше силы к земле на более широкой площади.
  • Домкраты: Они помогают поднимать машины во время обслуживания, обеспечивая высокое механическое преимущество за счет механики винта.

Заключение

Механическое преимущество - это фундаментальный принцип, который лежит в основе работы всех простых механизмов. Обеспечивая понимание того, как взаимодействуют сила и расстояние, оно позволяет разрабатывать машины, которые могут существенно снизить усилия, необходимые для выполнения работы. Это делает механическое преимущество важной концепцией не только в физике, но и в различных инженерных и технологических применениях.


Девятый класс → 1.5.2


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (1.5.1)
Types of simple machines
Следующий (1.5.3) →
Эффективность машин

Комментарии 



Механическое преимущество

https://www.physicsflow.com/g9/1.5.2?pfal=ru