|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Dźwignia, blok, pochylona płaszczyzna. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Już w starożytności ludzie zaczęli używać prostych mechanizmów do podnoszenia ciężarów: dźwigni, bramy i pochyłej płaszczyzny. Później dodano do nich blok i śrubę. Te proste urządzenia umożliwiły zwielokrotnienie wysiłku mięśniowego człowieka i radzenie sobie z takimi ciężarami, które w innych okolicznościach byłyby całkowicie nie do zniesienia. Zasada działania prostych mechanizmów jest dobrze znana. Na przykład, jeśli musisz przeciągnąć ładunek na określoną wysokość, zawsze łatwiej jest użyć łagodnego zbocza niż stromego. Co więcej, im niższe nachylenie, tym łatwiej wykonać tę pracę. Ta zależność ma wyraźny matematyczny wyraz. Jeżeli nachylona płaszczyzna ma kąt d, wówczas 1/sin d razy łatwiej będzie przeciągnąć ładunek wzdłuż niej niż podnosić pionowo. Jeśli kąt wynosi 45 stopni, nasz wysiłek będzie 1 razy mniejszy, jeśli 5 stopni - 30 razy mniej, przy kącie 2 stopni poświęcimy 5 razy mniej wysiłku, a przy kącie 11 stopnia - 1 razy! Prawdą jest, że wszystko, co zyskuje siła, traci się wraz z odległością, bo o ile razy zmniejsza się nasz wysiłek, o tyle samo zwiększa się odległość, na którą musimy przeciągać ładunek. Jednak w przypadkach, w których czas i odległość nie odgrywają dużej roli, ale ważny jest sam cel - podniesienie ładunku przy najmniejszym wysiłku, pochylona płaszczyzna okazuje się niezastąpionym pomocnikiem.
Nasi odlegli przodkowie stale używali innego prostego mechanizmu – dźwigni – do podnoszenia i przenoszenia ciężkich kamieni i kłód. Dźwignia pozwala osiągnąć wielokrotne przyrosty siły przy użyciu najprostszych i najbardziej dostępnych środków. Umieszczając długi i mocny drążek na pniu kłody (podporze) i wsuwając drugi koniec pod kamień, mężczyzna zamienił drążek w prostą dźwignię. W tej sytuacji na kamień zaczęły działać dwa momenty, jeden od ciężaru kamienia, a drugi od ludzkiej ręki. Aby kamień mógł się poruszyć, moment „pchający” wywołany siłą mięśni człowieka musi być większy niż moment „naciskający” wywołany ciężarem kamienia. Moment, jak wiadomo, jest równy iloczynowi przyłożonej siły i długości ramienia dźwigni – w tym przypadku ramię to odległość od końca słupa (punktu przyłożenia siły) do kłoda (punkt podparcia).
Łatwo obliczyć, że jeśli ramię, na które człowiek naciska, jest 15-20 razy dłuższe niż to, które wsuwa się pod kamień, to siła osoby odpowiednio wzrasta również 15-20 razy. Oznacza to, że osoba bez większego wysiłku może przesunąć kamień ważący tonę! Stały blok - trzeci mechanizm, który rozpowszechnił się w starożytności - to koło z rynną, której oś jest sztywno przymocowana do belki ściennej lub sufitowej. Przerzucając linę przez koło i mocując jej przeciwny koniec do ładunku, możesz podnieść ją na wysokość mocowania klocka. Stały blok nie daje przyrostu siły, ale daje możliwość zmiany jego kierunku, co często ma ogromne znaczenie przy podnoszeniu ciężarów.
Mimo całej swojej prymitywności proste mechanizmy znacznie rozszerzyły możliwości starożytnego człowieka. Aby się o tym przekonać, wystarczy przypomnieć gigantyczne budowle starożytnych Egipcjan. Na przykład piramida Cheopsa miała wysokość 146 m. Szacuje się, że do jej budowy potrzeba było 23300000 2 5 kamiennych bloków, z których każdy ważył średnio około XNUMX tony. Ale to nie była granica - podczas budowy świątyń Egipcjanie transportowali, podnosili i instalowali kolosalne obeliski i posągi, których waga wynosiła dziesiątki i setki ton! Jakich mechanizmów używali ci starożytni budowniczowie, aby wznosić na wielką wysokość gigantyczne bloki i posągi? Okazuje się, że wszystko to można zrobić za pomocą tych samych prostych urządzeń - bloku, dźwigni i pochyłej płaszczyzny. Olbrzymie posągi i kamienne bloki ciągnięto na masywnych saniach ciągniętych przez dużą liczbę ludzi. Każdy z robotników miał przerzucony przez ramię sznur. Pod sanki umieszczono rolki, które po przeciągnięciu ładunku zostały podniesione i ponownie umieszczone pod płozami.
Aby pokonać przeszkody, sanki podnoszono za pomocą dźwigni. Jak używali ciosanych bali. Jako stopery służyły specjalnie wykonane kliny różnej wielkości. Pracy towarzyszyła muzyka. Głównym urządzeniem podnoszącym Egipcjan była pochylona płaszczyzna - rampa. Szkielet rampy, czyli jej boki i przegrody, które przecinały rampę w niewielkiej odległości od siebie, zostały zbudowane z cegły; puste przestrzenie wypełniały trzciny i gałęzie. Gdy piramida rosła, dobudowano rampę. Na tych rampach kamienie ciągnięto na saniach w taki sam sposób, jak po ziemi, jednocześnie pomagając sobie dźwigniami. Kąt rampy był bardzo mały - 5 lub 6 stopni. I tak na przykład pochyła droga do piramidy Chefrena o wysokości 46 metrów miała długość około pół kilometra. W związku z tym do budowy wyższych piramid konieczne było zbudowanie rampy jeszcze dłużej. Inne metody były stosowane przy podnoszeniu długich kamiennych bloków i posągów. Wykorzystano do tego bloki. Jednak niemożliwe jest podnoszenie ogromnych kamieni za pomocą bloków, takich jak obeliski o wadze do 300 ton i gigantyczne posągi królów, osiągające wagę 1000 ton, jest to niemożliwe. Aby zainstalować takie posągi i obeliski, trzeba było przeprowadzić znaczne prace przygotowawcze. Tutaj znowu pochyła płaszczyzna - rampa - działała jako urządzenie podnoszące. Przede wszystkim po obu stronach cokołu wzniesiono kamienne mury. Do jednego z nich przymocowano pochyloną płaszczyznę, nieco mniejszą niż wysokość zainstalowanego obelisku. Wszystkie cztery ściany rampy tworzyły niejako ceglaną studnię. W jednej ze ścian na poziomie gruntu wykonano korytarz przelotowy. Cała przestrzeń w środku była pokryta piaskiem. Następnie, wzdłuż pochyłej płaszczyzny, ukończony obelisk został przeciągnięty z podstawą do przodu. Następnie korytarzem w ścianie zaczęto wynosić piasek, a obelisk pod własnym ciężarem zaczął płynnie opadać na cokół, stopniowo przyjmując pozycję pionową. Po zamontowaniu ściana i rampa zostały zdemontowane. Wydaje się, że starożytni Egipcjanie, stosując na szeroką skalę pochyloną płaszczyznę i dźwignię, nie zastanawiali się nad prawami, które leżą u podstaw prostych mechanizmów. Przynajmniej nie dotarł do nas ani jeden tekst babiloński czy egipski opisujący ich działanie. Ta praca została wykonana tylko przez naukowców starożytnej Grecji. Klasyczne obliczenia działania dźwigni, pochyłej płaszczyzny i bloku należą do wybitnego starożytnego mechanika Archimedesa z Syrakuz. Archimedes zbadał właściwości mechaniczne ruchomego bloku i zastosował go w praktyce. Według Ateneusza „aby wystrzelić gigantyczny statek zbudowany przez syrakuskiego tyrana Hierona, wymyślili wiele sposobów, ale sam mechanik Archimedes zdołał przesunąć statek z pomocą kilku osób; Archimedes ułożył blok i przez niego wystrzelił ogromny statek, jako pierwszy wymyślił urządzenie blokowe ”. Z tych dowodów widać, że Archimedes nie tylko badał właściwości prostych mechanizmów, ale także zrobił kolejny krok – zaczął budować na ich podstawie bardziej złożone maszyny, które przekształcają i wzmacniają ruch. Możliwe, że udało mu się przesunąć statek za pomocą systemu ruchomych i stałych bloków (podobnych do nowoczesnych wciągników), za pomocą których można zwielokrotnić przyłożoną siłę. Kiedy Rzymianie zaatakowali rodzinne miasto Archimedesa, zastosował swoją wiedzę w technologii wojskowej. Według jego rysunków Syrakuzańczycy zbudowali szeroką gamę pojazdów wojskowych. Wśród nich była broń do rzucania; obrotowe dźwigi, które rzucały ogromne kamienie na rzymskie statki; żelazne łapy przywiązane do łańcuchów, które schwytały i przewróciły wrogie statki. Autor: Ryzhov K.V.
▪ Super głębokie wiercenie studni
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Czarna dziura nie może być cięższa niż 50 miliardów słońc ▪ Sterowniki LED firmy Mean Well HLG-480H ▪ Dwuprzewodowy cyfrowy czujnik temperatury TI LMT01 ▪ Przenośny projektor LG PF1000U
▪ sekcja witryny Regulacja tonu i głośności. Wybór artykułu ▪ artykuł Co jest dobre, a co złe? Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jak altruizm przejawia się w zachowaniu szczurów? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Kompozycja funkcjonalna telewizorów Taishan. Informator ▪ artykuł Pionowa antena pętlowa (LOOP). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł o supermanie. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony