Finantsvõimenduse reegel on füüsiline. Biomehaanika elemendid. lihaste töö

Selles tunnis, mille teemaks on “Lihtsad mehhanismid”, räägime mehhanismidest, mis meid meie töös aitavad. Ehitusplatsidel, tootmises, puhkusel - kõikjal, kus vajame abi. Need abilised on hoovad. Täna räägime neist, samuti lahendame probleemi ja analüüsime mõningaid lihtsamaid näiteid elust.

Selles õppetükis räägime lihtsatest mehhanismidest.

Lihtsad mehhanismid- Need on seadmed, mille abil tehakse tööd ainult mehaanilise energia tõttu. Meid ümbritsevad seadmed, mis töötavad elektriga (vt joonis 1), kasutades kütuse põlemise energiat, kuid see ei olnud alati nii.

Riis. 1. Elektriga töötav veekeetja

Varem sai kõiki töid teha virtuaalselt kätega või loomade abiga, tuule või veevoolu (veski) mõjul ehk mehaanilise energia mõjul (vt joon. 2).


Riis. 2. Vanad lihtsad mehhanismid

Ja lihtsad mehhanismid aitavad selles, muudavad töö lihtsamaks.

Meie volitused on piiratud ja see on probleem. Näiteks ei saa me tonni telliseid korraga ühest kohast teise tõsta ja teisaldada. Kuid me saame kulutada rohkem aega, kõndida pikema vahemaa edasi-tagasi ja kanda telliseid neli korraga või nii palju, kui jaksame kanda. Aga kruvi, mis tuleb puusse keerata? Me ei saa seda paljaste kätega sisse keerata. Samuti on võimatu seda tükkhaaval sisse kruvida, nagu telliste mäge telliskivihaaval. Peate kasutama mehhanismi, kruvikeerajat. Sellega peame keerama kruvi mitu tiiru nii, et see läheks puusse vähemalt sentimeetri võrra. Kuid see on võrreldamatult lihtsam kui käsitsi.

Vaatleme sellist lihtsat mehhanismi nagu näiteks labidas. Muidugi teeb see töö lihtsamaks, sellega on palju lihtsam kaevata kui kätega. Torkasime labida maasse. Maatüki tõstmiseks peate lõikele vajutama. Kuhu sa vajutad, et see oleks lihtsam? Kogemused näitavad, et peate vajutama, st rakendama jõudu, käepideme otsale lähemale (vt joonis 3).

Riis. 3. Jõu rakenduspunkti valimine

Püüdke rakendada jõudu labida terale lähemale, maatüki tõstmine muutub palju raskemaks. Kui rakendate sama jõudu, ei saa te enam midagi tõsta. Seetõttu on lühikese varrega labidad, näiteks sapöörilabidad, valmistatud väikese teraga: lühikese varrega ei saa ikkagi palju mulda tõsta.

Labidas on kang. Kangi on kindel korpus, millel on fikseeritud pöörlemistelg (enamasti on see tugipunkt või vedrustuspunkt). Sellele mõjuvad jõud, mis kipuvad seda ümber oma pöörlemistelje pöörlema. Labida puhul on pöörlemisteljeks augu ülemise serva tugipunkt (vt joonis 4).

Riis. 4. Labida pöörlemistelg

Mullatükk, mille tõstame, mõjub labida terale teatud jõuga ja meie käed mõjuvad käepidemele väiksema jõuga (vt joonis 5).

Riis. 5. Jõudude tegevus

Vaatame teist näidet: kõik sõitsid tasakaalukiigel (vt joon. 6).

Riis. 6. Tasakaalu kiik

See on ka hoob: seal on fikseeritud pöörlemistelg, mille ümber kiik pöörleb laste raskusjõu mõjul.

Et vastasistmel istuv sõber üles kaaluda ja ta üles tõsta, istute kiige äärele. Kui istute kiige toele lähemal, ei pruugi te seda üles kaaluda. Seejärel tuleb oma kohale panna keegi täiskasvanud ja raske (vt joonis 7).

Riis. 7. Rakendatav jõud peab olema suurem kui serval

Selles jõu rakendamise punktis on vaja rohkem jõudu kui siis, kui jõudu rakendati kiige servale (vt joonis 8).

Riis. 8. Jõudude rakendamine

Nagu olete juba märganud, mida kaugemal toetuspunktist me jõudu rakendame, seda vähem jõudu on sama töö tegemiseks vaja. Pealegi on vaja jõudu sama mitu korda väiksem kui kangil. Kangi hoob- see on kaugus kangi toetus- või vedrustuspunktist jõu rakendamise punktini (vt joonis 9).

Riis. 9. Finantsvõimendus ja tugevus

Rakendame kangiga risti olevaid jõude.

Kangile mõjuva jõu suund

Millises suunas sa kühvlit vajutad, et mulda tõsta? Rakendate labidale jõudu nii, et see keerduks ümber tugipunkti, st käepidemega risti (vt joonis 10).

Kui töötate mööda käepidet, ei tõsta see maapinda, välja arvatud juhul, kui te ei tõmba labidat maast välja või torkate seda sügavamale. Kui vajutate käepidet nurga all, võib jõudu pidada kahe jõu summaks: vajutate käepidemega risti ja samal ajal lükkate või lohistate käepidet mööda (vt joonis 11).

Riis. 11. Jõu mõju piki käepidet

Ainult risti olev komponent hakkab labidat pöörama.

Niisiis, meil on kang ja sellele mõjuvad kaks jõudu: koormuse kaal ja jõud, mida rakendame selle koormuse tõstmiseks. Oleme leidnud, et mida suurem on kangi õlg, seda vähem on kangi tasakaalustamiseks vaja jõudu. Veelgi enam, mida suurem on kangi õlg, seda väiksem on jõud. Matemaatiliselt saab selle kirjutada proportsioonina:

Pole vahet, kas jõud rakendatakse tugipunkti vastaskülgedel või samal küljel. Esimesel juhul nimetati kangi esimest tüüpi kangiks (vt. joon. 12) ja teisel - teist tüüpi kangiks (vt. joon. 13).

Riis. 12. Esimest tüüpi kang

Riis. 13. Teist tüüpi hoob

Labidaga töötamine

Vaatasime, kuidas labidas võimaldab kergemini kaevata. See toetub maapinnas moodustatud augu servale, see on selle pöörlemistelg. Maa raskus rakendatakse kangi lühikesele õlale, kangi pikale õlale rakendame kätega jõudu (vt joonis 14).

Riis. 14. Jõude rakendamine labidale

Pealegi, olenemata sellest, kui mitu korda hoobade käed erinevad, erinevad nendele õladele rakendatavad jõud sama palju.

Niisiis, oleme tõstnud maatükki, kuid siis tuleb võtta kahe käega labidas, see täielikult üles tõsta ja maad liigutada. Kust me teise käega labida käepidemest haarame? Kõik on lihtne, kui me juba teame kangi tööpõhimõtet. Sekundkäepidemest saab kangi uus tugi. See peab olema paigutatud nii, et see annab taas jõudu juurde, see peab jälle jagama kangi lühikeseks ja pikaks käeks. Seetõttu võtame labida võimalikult labida tera lähedale. Proovi kühvlit tõsta kahe käega servast kinni hoides – isegi tühja labidaga ei pruugi see õnnestuda.

Väga sageli kasutatakse hoova tööpõhimõtet. Näiteks tangid on esimest tüüpi hoob (vt joonis 15). Me mõjume tangide käepidemetele jõuga ja tangid mõjuvad traadijupile, torule või mutrile jõuga, mis on palju suurem kui moodul. Mitu korda rohkem, mitu korda rohkem:

Riis. 15. Esimest tüüpi kangi näide

Teine hoob on konserviavaja, ainult nüüd on rakenduspunktid ühel pool tugipunkti O. Ja jälle rakendame käepidemele jõudu ning avaja tera mõjub konservi tinale oluliselt suurema jõuga (vt. joonis 16).

Riis. 16. Teise klassi kangi näide

Mitu korda rohkem kui? Sama summa, mitu korda rohkem kui:

Jõu juurdekasv võib olla tohutu, meid piirab ainult kangi pikkus ja tugevus.

Arvutame välja, kui pikk peab olema kang, et selle abil saaks 50 kg kaaluv habras neiu kangile kogu raskusega vajutades tõsta 1500 kg kaaluvat autot. Asetame kangi tugipunkti nii, et kangi lühike õlg on 1 m (vt joonis 17).

Riis. 17. Probleemi joonistamine

Probleem kirjeldab kangi (vt joonis 18).

Riis. 18. Ülesande 1 tingimus

Teame, mitu korda kangi abil jõudu juurde saab:

Jõud rakendatakse kangi toe vastaskülgedel, nii et kangi kaks haru annavad kokku selle pikkuse:

Oleme tingimuses määratud protsessi matemaatiliselt kirjeldanud. Meie puhul on õlale mõjuv jõud auto raskus ja õlale mõjuv jõud tüdruku raskus.

Nüüd jääb üle vaid võrrandid lahendada ja vastus leida.

Esimesest võrrandist leiame õla.Suurem jõud rakendatakse kangi väiksemale õlale, mis tähendab, et see on lühike õlg, mis on võrdne 1 m.

Kangi pikkus on:

Vastus: 31 m.

Kuidas labidas ise kaevab?

Näiteid kaaludes ei võtnud me arvesse kangile mõjuvat gravitatsioonijõudu.

Kujutage ette, et pistsime labida madalalt maasse. Kui labidas on piisavalt raske, suudab see ilma meie abita tõsta väikese massi mulda, me ei pea isegi käepidemele jõudu rakendama. Labidas hakkab labida käepidemele mõjuva gravitatsiooni mõjul pöörlema ​​ümber pöörlemistelje (vt joonis 19).

Riis. 19. Labida pööramine ümber oma telje

Enamasti on kangi kaal aga tühine võrreldes sellele mõjuvate jõududega, seega loeme oma mudelis kangi kaalutuks.

Tüdruku ja auto näitel nägime, et kangi abil saame teha tööd, mida ilma kangita poleks kunagi teinud. Kangi abil oleks võimalik liigutada isegi Maad, millest rääkis Archimedes (vt joon. 20).

Riis. 20. Archimedese hüpotees

Probleem on selles, et kangi pole millelegi toetuda, pole sobivat tugipunkti. Ja te võite muidugi ette kujutada, kui kujuteldamatult pikk selline kang peab olema, sest Maa mass on 5974 miljardit miljardit tonni.

Kõik toimib liiga hästi: töö tegemiseks kuluvat jõudu saame peaaegu piiramatult vähendada. Peab olema konks, muidu oleks võimendusega meie võimalused piiramatud. Mis on saak?

Kangi abil rakendame vähem jõudu, kuid samal ajal teeme rohkem liikumist (vt joon. 21).

Riis. 21. Liikumine suureneb

Liigutasime labida käepideme kohale väljasirutatud käsi, kuid tõstis maapinda vaid paar sentimeetrit. Archimedes, kui ta oleks lõpuks leidnud tugipunkti, poleks tal kogu oma elu jooksul olnud aega Maa liigutamiseks kangi pöörata. Mida vähem jõudu rakendame, seda rohkem liigume. Ja jõu ja nihke korrutis, see tähendab töö, jääb muutumatuks. See tähendab, et kang suurendab jõudu, kuid kaotab liikumise või vastupidi.

Kangid, mida kasutatakse tagurpidi

Kange ei kasutata alati väiksema jõuga töö tegemiseks. Mõnikord on oluline käik võita, isegi kui see tähendab suurema jõu kasutamist. Seda teeb kalur, kui tal on vaja kala välja tõmmata ja seda pika vahemaa tagant liigutada. Samal ajal kasutab ta õngeritva kangina, rakendades jõudu selle lühikesele käele (vt joon. 22).

Riis. 22. Õngeritva kasutamine

Meie käsi on ka kang. Käelihased tõmbuvad kokku ja käsi paindub küünarnukist. Samal ajal saab ta tõsta mingit koormat ja teha tööd. Sel juhul mõjuvad lihased ja koormused küünarvarre luudele teatud jõududega (vt joon. 23).

Riis. 23. Meie käsi on kang

Küünarvarre pöörlemistelg - küünarliiges. Kogu meie luu-lihassüsteem koosneb sellistest hoobadest. Ja terminit “kangi käsi” nimetatakse analoogia põhjal meie keha ühe kangi - käe - õlaga.

Lihased on konstrueeritud nii, et kokkutõmbudes ei saa need poole meetri võrra lüheneda, mida vajame näiteks teetassi tõstmiseks. Liikumises tuleb võita, nii et lihased kinnituvad liigesele lähemale, väiksema kangi käe külge. Sel juhul peate rakendama rohkem jõudu, kuid see pole lihaste jaoks probleem.

Kang ei ole ainus lihtne mehhanism, mis teeb meie töö lihtsamaks.

Millist lihtsat mehhanismi kasutate, kui lähete esimesele korrusele? Võimaluse korral võite hüpata akna juurde ja lihtsalt tuppa ronida. Oleme harjunud tegema sama tööd palju turvalisemalt ja lihtsamalt koju kolides - trepist üles ronides. Nii läbime pikema vahemaa, kuid rakendame enda suhtes vähem jõudu. Kui teeme pika ja õrna trepi, muutub ronimine veelgi lihtsamaks, kõnnime peaaegu nagu tasasel pinnal, kuid peame läbima pikema vahemaa (vt joonis 24).

Riis. 24. Lame trepp

Kaldtasapind on lihtne mehhanism. Alati on lihtsam midagi rasket mitte tõsta, vaid allamäge lohistada.

Vaatame, kuidas kirves puitu lõhustab. Selle tera on teritatud ja laieneb alusele lähemale ning mida sügavamale kirve kiil puitu lüüakse, seda laiemalt see laiali läheb ja lõpuks lõheneb (vt joon. 25).

Riis. 25. Puidu lõhkumine

Kiilu tööpõhimõte on sama, mis kaldtasandil. Puutükkide liigutamiseks sentimeetri võrra oleks vaja tohutut jõudu. Piisab kiilule väiksema jõu rakendamisest, kuid peate tegema suurema liigutuse sügavamale puitu.

Kruvid töötavad samal kaldtasandi põhimõttel. Vaatame kruvi lähemalt: soon piki kruvi on kaldtasapind, mis on ainult keeratud ümber kruvi võlli (vt joonis 26).

Riis. 26. Kruvi kaldtasapind

Ja me oleme ka ilma eriline pingutus keerame kruvi vajalikule sügavusele. Samal ajal, nagu tavaliselt, kaotame kolimises: kruvil on vaja teha palju pöördeid, et see paari sentimeetriga sisse keerata. Mõlemal juhul on see parem kui puidu lahti tõmbamine ja kruvi sisestamine.

Kui kruvikeerajaga kruvi sisse keerame, muudame oma töö veelgi lihtsamaks: kruvikeeraja on hoob. Vaata: jõud, millega kruvi kruvikeeraja otsale mõjub, rakendatakse kangi väiksemale õlale ja käega mõjume suuremale õlale (vt joonis 27).

Riis. 27. Kruvikeeraja tööpõhimõte

Kruvikeeraja käepide on terast paksem. Kui kruvikeerajal oleksid käepidemed nagu korgitseril, oleks tugevuse kasv veelgi suurem.

Me kasutame lihtsaid mehhanisme nii sageli, et me ei pane seda isegi tähele. Võtame tavalise ukse. Kas oskate nimetada kolme lihtsa mehhanismi kasutamise juhtumit ukse töös?

Pöörake tähelepanu käepideme asukohale. See asub alati ukse servas, hingedest eemal (vt joonis 28).

Riis. 28. Käepideme asukoht uksel

Proovige ust avada või sulgeda, lükates seda hingede lähedale, see on raske. Uks on kang ja selleks, et ukse avamiseks oleks võimalikult vähe jõudu, peab selle jõu õlg olema võimalikult suur.

Vaatame käepidet ennast lähemalt. Kui see oleks paljas telg, oleks ust raske avada. Käepide suurendab kätt, millele jõud rakendatakse, ja me, rakendades vähem jõudu, avame ukse (vt joonis 29).

Riis. 29. Ukse käepide

Vaatame võtme kuju lähemalt. Ma arvan, et saate vastata, miks neid tehakse laiade peadega. Miks ei asu hinged, millel ust hoitakse, mitte kõrvuti, vaid umbes veerandi kõrgusel ukse servadest? Pidage meeles, kuidas me labidat tõstes võtsime - sama põhimõte on siin. Tähelepanu võib pöörata ka nurga all lõigatud lukukeelele, kruvidele, millega uks hingede külge kruvitakse (vt joonis 30).

Riis. 30. Ukse hinged

Nagu näete, on igasuguste seadmete aluseks lihtsad mehhanismid - alates uksest ja kirvest kuni kraanani. Me kasutame neid alateadlikult, kui valime näiteks, kust haarata oksast, et seda kallutada. Inimeste loomisel kasutas loodus ise lihtsaid mehhanisme, kui lõi meie luu- ja lihaskonna süsteemi ehk hambad nende kiilukujulise kujuga. Ja kui tähelepanelik, siis märkad veel palju näiteid, kuidas lihtsad mehhanismid mehaanilist tööd lihtsamaks teevad ning neid saab veelgi efektiivsemalt kasutada.

See lõpetab meie õppetunni, täname tähelepanu eest!

Bibliograafia

  1. Sokolovitš Yu.A., Bogdanova G.S. Füüsika: teatmeteos probleemide lahendamise näidetega. - 2. trükk, redaktsioon. - X.: Vesta: Kirjastus Ranok, 2005. - 464 lk.
  2. Peryshkin A.V. Füüsika: Õpik 7. klass. - M.: 2006. - 192 lk.
  1. Virtuallab.by ().
  2. School.xvatit.com ().
  3. Lena24.rf ().
  4. Fizika.ru ().

Kodutöö

  1. Mis on kang? Andke definitsioon.
  2. Milliseid hoobade näiteid teate?
  3. Kangi väiksema õla pikkus on 5 cm, suurema 30 cm. Väiksemale õlale mõjub jõud 12 N. Millist jõudu tuleb rakendada suuremale õlale, et kangi tasakaalustada?

"Esimesed sammud teadusesse"

Vallaeelarveline õppeasutus üksikainete süvaõppega keskkool nr 32, Samara

Sektsioon: Füüsika

Teema:“Võimu on! Kas sul pole ajusid vaja?

Abramov Danila,

4B klassi õpilane

MBOU keskkool nr 32

g.o. Samara

Töö juht

Siebert Galina Ivanovna,

õpetaja algklassid

Samara, 2015

Sisukord

I. Sissejuhatus…………………………………………………………………………………..3

II. Põhiosa. Kangi ja selle sordid………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

    1. Kangi ajaloost……………………………………………………….….5

    1. Archimedes – mehaanik…………………………………………………………………….….….6

    1. Mis on kang………………………………………………………..7

    1. Kangi tüübid………………………………………………..9

III. Praktiline osa………………………………………………………………..…..11

3.1 hoovad tehnoloogias ja igapäevaelus……………………………………………………………….11

3.2. Laboratoorsed tööd teemal

“Kangi tasakaalutingimuste selgitamine” ……………………………….12

3.3. Katsed kodus………………………………………………………………………………………………………………………………

3.4. Põhimõttel töötavate seadmete ja mudelite valmistamine

hoob …………………………………………………………….………………………15

IV. Järeldus……………………………………………………………..….….17

Kirjandus……………………………………………..……………………….…..18

Taotlused……………………………………………………………………………………19

    Sissejuhatus

Ühel päeval läks kogu meie pere autoga metsa. Kõik oli lihtsalt imeline, kui poleks hakanud vihma sadama. Ta sundis meid tagasi tulema ja koju minema. Ja loomulikult jäime vihmamärjal teel kinni. Kõik katsed autot lükata olid asjatud... Ja siis ütles isa: "Kui vaid saaksime nüüd mõne vägimehe appi, poeg!" Kuid läheduses polnud tugevaid mehi ja kangelasi ning kohale sõitis traktor. Ta keris vintsi lahti, sidus kaabli meie auto külge ja tõmbas selle 5 minutiga välja.

Tahtsin alati väga olla tugev, tõeline abimees ja olla nagu vene kangelased – lahke, aus, tugev ja osav. Kuid siis esitasin endale küsimuse: "Kuidas saavad mõned inimesed tavainimese jaoks selliseid võimatuna näivaid ülesandeid täita?"

Kandideerisinhüpotees - tõenäoliselt on olemas mehhanismid, mis aitavad inimesel tugevamaks saada.(Vaata slaidi 1).

Sihtmärk uurimine : välja selgitada kõige lihtsamate mehhanismide tööpõhimõte.(Vaata slaidi 1).

Vastust otsides pöördusin füüsikateaduse poole. Sain teada, et inimese enda jõud on piiratud, seetõttu kasutab ta sageli jõu suurendamiseks seadmeid.Selliseid seadmeid nimetatakse lihtsateks mehhanismideks. Nende hulka kuuluvad: kang ja selle sordid - plokk ja värav; kaldtasapind ja selle sordid - kiil ja kruvi.

Ülesanded :

1. õppida tundma finantsvõimenduse päritolu ja liike;

2. viia läbi katseid kangiga;

3. täiskasvanute abiga mudelseadmed, mis töötavad kangi põhimõttel;

4. koostada uurimistulemuste põhjal elektrooniline esitlus.(Vaata slaidi 1).

Objekt: kangi hoob.

Üksus: inimeste elus mõjuvõimu rakendamine.

meetodid : teabe otsimine kirjandusest ja Internetist, vaatlus, kirjeldamine ja mõõtmine, eksperimentaalne töö,modelleerimine.

II . Kangi ja selle sordid.

"Andke mulle tugipunkt ja ma liigutan Maad!"

Archimedes

    1. Finantsvõimenduse ajaloost.

Inimene on ratsionaalne olend. See oli tema mõistus, mis andis talle alati võimaluse luua seadmeid, mis muutsid ta metsalisest tugevamaks või kiiremaks, et elada tingimustes, milles ta ei saaks ilma nende asjadeta ellu jääda.

Üks esimesi selliseid seadmeid oli kang. Isegi ürgne inimene muutis tavalise masti raskuste tõstmise tööriistaks. Libistades pika pulga kivi alla ja toetades seda toeks olnud puutükile, oli võimalik kivi probleemideta teise kohta teisaldada. Mida pikem pulk, seda lihtsam on sellega töötada. Kangi leiutamine viis ürgse inimese edasi tema arenguteele.

Motika ja aeru leiutas inimene, et vähendada jõudu, mida on vaja mis tahes töö tegemiseks.(Vaata slaidi 1).

Viiendal aastatuhandel eKr kasutati Mesopotaamias kaalusid, kasutades tasakaalu saavutamiseks võimenduse põhimõtet.

Ilma võimenduseta olnuks Vana-Egiptuses püramiide ​​ehitades raskeid kiviplaate võimalik tõsta. Cheopsi püramiidi, mille kõrgus on 147 m, ehitamiseks kasutati 2 300 000 kiviplokki, millest väikseim kaalus 2,5 tonni.

Umbes 1500 eKr ilmus Egiptusesse ja Indiasse shaduf – tänapäevaste kraanide esivanem, seade laevade veega tõstmiseks.Venemaal kasutati sarnast seadet ka kaevust vee tõstmiseks ja selle nimeks oli “kraana”.

Seega ei tea me kangi autori nime ega ka täpset leiutamiskuupäeva. Kuid võime täiesti kindlalt väita, et iidsed inimesed, ilma matemaatiliste reeglite ja füüsikaseadusteta, leiutasid ja kasutasid laialdaselt lihtsaid mehhanisme, tuginedes oma intuitsioonile ja kogemustele.

2.2 Archimedes – mehaanik.

Kangi, plokk, kaldtasapind huvitas seal elanud teadlast Archimedest Vana-Kreeka antiikaja ajal. 3. sajandil eKr. e. Archimedes andis esimese kirjaliku seletuse kangi tööpõhimõtte kohta, sidudes omavahel jõu, koormuse ja kangi mõisted. Tema sõnastatud tasakaaluseadust kasutatakse tänapäevalgi ja kõlab järgmiselt:"Hang on tasakaalus, kui sellele mõjuvad jõud on pöördvõrdelised nende jõudude õlgadega". Archimedes tõi välja täieliku võimenduse teooria ja rakendas seda edukalt praktikas. Plutarch teatab, et Archimedes ehitas Syracuse sadamas palju plokihoova mehhanisme, et hõlbustada raskete koormate tõstmist ja transportimist. Tema leiutatud Archimedese kruvi (tigu) vee väljavõtmiseks on Egiptuses siiani kasutusel.Archimedes on ka esimene mehaanika teoreetik. Ta alustab oma raamatut “Tasapinnaliste kujundite tasakaalust” võimenduse seaduse tõestusega.(Vaata slaidi 1).

Legend räägib, et rasket mitmetekiga laeva Syracuse, mille Hieron ehitas kingituseks Egiptuse kuningale Ptolemaiosele, ei saanud vette lasta. Archimedes ehitas plokkide süsteemi (rihmatõstuk), mille abil sai ta selle töö ühe käeliigutusega ära teha. Legendi järgi ütles Archimedes samal ajal: "Kui minu käsutuses oleks teine ​​Maa, millel seista, liigutaksin ma meie oma" (teises versioonis: "Andke mulle tugipunkt ja ma pööran maailma tagurpidi") .(Vaata slaidi 1).

Archimedese insenerigeenius avaldus eriti jõuliselt Siracusa piiramise ajal roomlaste poolt aastal 212 eKr. e. Teise Puunia sõja ajal. Aga sel ajal oli ta juba 75-aastane!Archimedes loodud viskemasinad, mis suudab suurel kiirusel visata umbes 250 kg kaaluvaid kive ja mehhanisme, mis loobivad kaldalt laevadele raskeid palke. IN viimased aastad Selle "antiikaja superrelva" kirjelduse õigsuse kontrollimiseks viidi läbi mitu katset. Ehitatud struktuur näitas oma täielikku funktsionaalsust.

Niinimetatud "Archimedese käpp" oli ainulaadne tõstemasin - kaasaegse kraana prototüüp. See oli tohutu kang, mis ulatus linnamüürist välja ja oli varustatud vastukaaluga.(Vaata slaidi 1).

Kuulus antiikajaloolane Polybius kirjutas, et kui Rooma laev üritaks Siracusa lähedal kaldale maanduda, haaras see spetsiaalse väljaõppe saanud inimese juhitav masin laeva vöörist ja pööras selle ümber. Roomlased olid sunnitud loobuma ideest linn tormiliselt vallutada ja läksid ümber piiramisele. Polybios kirjutas: "Niisugune on ühe inimese, ühe talendi imeline jõud, mis on oskuslikult suunatud mis tahes ülesande täitmisele... roomlased võiksid linna kiiresti enda valdusesse võtta, kui keegi eemaldaks ühe vana mehe sürakuslaste hulgast."

Hinnates Archimedese rolli mehaanikuna, tahaksin märkida, et ta tegi vastavad arvutused ja kavandas keerukamad mehhanismid, mis võiksid liigutusi tõhustada ja muuta. Tänu Archimedesele õppis inimkond suuri laevu vette laskma ja lahingumasinaid ehitama.

2.3 Mis on kang?

Ja ometi on inimese jõud piiratud, seetõttu kasutab ta sageli seadmeid (või seadmeid), mis võimaldavad muuta inimese jõu oluliselt suuremaks jõuks. Raske ese (kivi, kapp, tööpink), mida ei saa otse liigutada, liigutatakse oma kohalt piisavalt pika ja tugeva pulga - kangi abil.

Kangi on jäik korpus, mis on võimeline pöörlema ​​ümber fikseeritud toe. Kangil on kaks kätt. Õlg on kaugus tugipunktist jõu rakendamise punktini. Kangina saab kasutada raudkangi, lauda ja sarnaseid esemeid. Seal on mustrid:(Vaata slaidi 1).

1) mida pikem on õlg, seda vähem on sama koormuse tõstmiseks vaja jõudu;

2) mida pikem on käsi, seda pikema vahemaa see läbib;

3) mitu korda suurem on kangi õlg, mitu korda väiksem peaks olema koormus, et tasakaalu hoida.

Sain need mustrid algklassiõpilastele arusaadavas keeles sõnastada, sest Me ei tunne veel pöördproportsionaalsust ja proportsioonide omadusi. Ja mustrite paikapidavust aitas selgelt kontrollida kodune laboriinstallatsioon - legokonstruktoritest valmistatud kang.

Kangesid on kahte tüüpi.

1. tüüpi kangi puhul asub fikseeritud toetuspunkt O rakendatavate jõudude toimejoonte vahel ja 2. tüüpi kangil nende ühel küljel.(Vaata slaidi 1).

Finantsvõimenduse kasutamine võimaldab teil saada võimu. Kangi abil saadud tugevuskasvu arvutamiseks peaksite teadma reeglit, mille Archimedes avastas 3. sajandil. eKr e.

Niisiis,väiksema jõu tasakaalustamiseks suurema jõuga on vajalik, et selle õlg ületaks suurema jõu õlg .

Alates sellest, kui Archimedes kehtestas võimenduse reegli, on see algsel kujul eksisteerinud peaaegu 1900 aastat.

Seega kasutatakse enamasti võimendust selleks, et saada tugevuse kasvu, s.t. suurendada kehale mõjuvat jõudu mitu korda.

2. 4.Kangi tüübid

Kange on kahte tüüpi: plokk ja värav.(Vaata slaidi 1).

Blokeeri on rattakujuline seade, millel on soon, mille kaudu juhitakse köis, tross või kett.

Plokke on kahte peamist tüüpi - liigutatavad ja fikseeritud.(Vaata slaidi 1).

Fikseeritud ploki puhul on telg fikseeritud ja koormate tõstmisel ei tõuse ega lange, teisaldatava ploki puhul aga liigub telg koos koormaga. Statsionaarne plokk ei anna tugevust. Seda kasutatakse jõu suuna muutmiseks. Nii näiteks, rakendades üle sellise ploki visatud köiele allapoole suunatud jõudu, sunnime koormuse ülespoole tõusma.

Liikuva plokiga on olukord teine. See plokk võimaldab väikese jõuga tasakaalustada jõudu, mis on 2 korda suurem.

Praktikas kasutatakse sageli liikuva ja fikseeritud ploki kombinatsiooni. See võimaldab muuta jõu mõju suunda samaaegse kahekordse tugevuse suurendamisega.

Suurema tugevuse suurendamiseks kasutatakse tõstemehhanismi nimegaketttõstuk . Kreeka sõna "rihmaratas" on moodustatud kahest tüvest: "poly" - palju ja "spao" - pull, nii et üldiselt osutub see "palju tõmbab".(Vaata slaidi 1).

Rihmaratas on kombinatsioon kahest puurist, millest üks koosneb kolmest fikseeritud ja teine ​​kolmest liigutatavast plokist. Kuna iga liikuv plokk kahekordistab veojõu, annab rihmaratas üldiselt kuus korda tugevuse.

Värav koosneb silindrist (trumlist) ja selle külge kinnitatud käepidemest. See lihtne mehhanism leiutati iidsetel aegadel. Kõige sagedamini kasutati seda kaevudest vee tõstmiseks.(Vaata slaidi 1).

Täiustatud mehhanism on vints. See on kombinatsioon väravast, millel on kaks erineva läbimõõduga hammasratast. Vintsi võib pidada kahe vintsi kombinatsiooniks.(Vaata slaidi 1).

Sajanditevanune praktika on tõestanud, et ükski mehhanism ei anna tööd. Neid kasutatakse sõltuvalt töötingimustest tugevuse või tee suurendamiseks. Juba iidsed teadlased teadsid reeglit: olenemata sellest, kui palju kordi me tugevuselt võidame, sama palju kordi kaotame kauguses. Seda reeglit on nimetatud mehaanika “kuldreegliks”. Selle autor on Vana-Kreeka teadlane Aleksandria Heron, kes elas aastalIsajandil pKr(Vaata slaidi 1).

III . Praktiline osa.

Olles uurinud teoreetilist materjali kangi ajaloo, selle avastaja, toimimispõhimõtte ja sortide kohta, otsustasin läbi viia uuringu.

3.1. Kangid tehnikas ja igapäevaelus.

Meie kaasaegses maailmas on kangid laialdaselt kasutusel nii looduses kui ka inimese loodud inimese loodud maailmas. Peaaegu iga mehhanism, mis muudab mehaanilist liikumist, kasutab ühel või teisel kujul hoobasid.

Kangesid leidub inimese ja looma keha erinevates osades. Need on näiteks jäsemed, lõuad. Putukate ja lindude kehas on näha palju hoobasid.

Igapäevaelus on levinud ka hoovad, näiteks veekraan, uks, erinevad köögiseadmed.(Vaata slaidi 1).

Tegevuse aluseks on võimenduse reegel kangkaalud, mitmesuguseid tööriistu ja seadmeid, mida kasutatakse tugevuse või vahemaa suurendamiseks.(Vaata slaidi 1).

Kääridega töötades võime jälgida tugevuse ja kauguse suurenemist. Käärid on hoob, mille pöörlemistelg läbib mõlemat kääripoolt ühendavat kruvi. Sõltuvalt kääride otstarbest on nende disain erinev. Paberi lõikamiseks mõeldud kääridel on pikad terad ja käepidemed, mis on peaaegu ühepikkused.Paberi lõikamine ei nõua palju jõudu ja pikk tera muudab sirgjoonelise lõikamise lihtsamaks. Sel juhul on meil vahemaa kasu. Lehtmetalli lõikamiseks mõeldud kääride käepidemed on palju pikemad kui teradel, kuna metalli takistusjõud on suur ja selle tasakaalustamiseks kasutatakse õlga tegutsev jõud tuleb oluliselt suurendada. Traadi lõikamiseks mõeldud traadilõikuritel on käepidemete pikkuse ning lõikeosa ja pöörlemistelje vahelise kauguse erinevus veelgi suurem. Ilmselgelt on nendel juhtudel võimukasv. (Vaata slaidi 1).

Kange kasutatakse ka teistes tööriistades - need on kruustangide ja tööpinkide käepidemed, tööpinkide hoovad, puusepatööriistad, päästetööriistad jne.(Vaata slaidi 1).

Muidugi, võimendus erinevat tüüpi tehnikas levinud. Nende kasutamise lihtsaimad näited onkäigukang autol, auto või traktori pedaalid, jalgratta käsipidur.(Vaata slaidi 1).

Isegi õmblusmasina käepide ja klaveri klahvid on ka hoovad.(Vaata slaidi 1).

Me kõik armastame sporti! Ja kui me lähemalt vaatame, siis näeme, et ka selles valdkonnas kasutatakse võimendust.Kõrgvõlvväga selge näide, lk Ligikaudu kolme meetri pikkust kangi ja õiget jõu rakendamist kasutades lendab sportlane kuni kuue meetri peadpööritavale kõrgusele. Lisaks on paljud spordivahendid varustatud kangidega.(Vaata slaidi 1).

Ekskavaatorid ja tornkraanad töötavad igal ehitusplatsil – see on hoobade, plokkide ja väravate kombinatsioon. Olenevalt “erialast” on kraanadel mitmesugused kujundused ja omadused.(Vaata slaidi 1).

Kange kasutatakse laialdaselt ka põllumajanduses – traktorites, kombainides, külvikutes ja muudes mehhanismides.(Vaata slaidi 1).

Niisiis,enamasti kasutatakse tugevuse saamiseks lihtsaid mehhanisme (kreeka keeles "mechane" - masin, tööriist).

3.2. Laboratoorsed tööd

Varustus : kang statiivil, raskuste komplekt, joonlaud.

Sihtmärk : välja selgitada kangi tasakaalutingimused.

Edusammud.

1. Pöörates kangi otstes olevaid mutreid, tasakaalustasin selle nii, et see oleks horisontaalselt.

2. Riputage kolm raskust kangi vasaku õla külge 7 cm kaugusele pöörlemisteljest.

3. Katsetamise teel seadsin kangi paremale käele koha, kuhu tuleks üks raskus riputada, et kolm eelmist tasakaalu hoida. Mõõtsin kauguse sellest kohast pöörlemisteljeni.

4. Eeldades, et iga koorem kaalub 1 N, täitke tabel.

5. Tegin järelduse kangi tasakaalureegli kehtivuse kohta.

(Vaata slaidi 1).

F2

l2 : l1

7 cm

3H

21 cm

1H

10 cm

2H

20 cm

1H

9 cm

4H

18 cm

2H

3.3.Katsed kodus.

Kasutades Ya.I. Perelmani "Meelelahutuslik füüsika" ja materjalid veebisaitidelt "Cool Physics" ja "Physics Around Us" viisid läbi meelelahutuslikke katseidkangidega.

1. Autod. (Vaata slaidi 1).

Võtsin suure ja väikese mänguauto. Asetasin need joonlaua otstele, keskpunkt ümmarguse pliiatsi peale. Suur masin oli üle pingutatud, sest... see on raskem. Kui liigutate pliiatsit suurele kirjutusmasinale lähemale, siis need tasakaalustavad. Kui ma pliiatsi suurele kirjutusmasinale veelgi lähemale nihutasin, kaalus väike selle üles.

2. Kui palju jõudu on sõrmedel?

Võtsin kaks ümmargust hambaorki. Asetasin ühe hambaorki keskmisega keskmisele sõrmele (küünele lähemale) ja otstele - nimetis- ja sõrmusesõrmele. Püüdsin nimetis- ja sõrmusesõrmega sellele vajutades hambaorki katki teha. Ta nihutas hambaorki oma sõrme keskele. Proovisin uuesti hambaorki murda. Kui hambaork oli sõrmeotstes, oli seda peaaegu võimatu murda (näpud toimisid sarnaselt pähklipurejatele teise klassi hoovana). Tugipunkt on koht, kus sõrmed algavad.Mida kaugemal on hambaork tugipunktist, seda rohkem on vaja jõudu rakendada. ??????

3. Rihmaratas tõstuk.

Seoti nöör käepideme külge suusakepp. Asetage mõlemad pulgad üksteisest 50 cm kaugusele ja mähkige nende käepidemed kolm korda köiega. Tõmbasin trossi lahtist otsa, samal ajal kui mu abilised üritasid pulkasid eraldada. Kuigi mu sõbrad püüavad pulkasid laiali lükata, suudan ma neid üksi kokku lükata. (Teivad ja köis käituvad nagu rihmarataste süsteem – minu rakendatav jõud korrutatakse ümber postide käepidemete keerdunud köiega, nii et saan oma abilistega võrreldes jõudu ligi viis korda rohkem.

4. Kangi. (Vaata slaidi 1).

Tavalisest kepist on saanud inimese hoob – kõige lihtsam mehhanism. Kahele inimesele on väga mugav kanda koormat tavalisel pulgal. Seda kasutades saate hõlpsalt tõsta ja teisaldada raskeid esemeid.

Kogemus 1. Võtsin mitte väga pika pulga, torkasin selle kohvri käepideme alla ja sõbrannat appi kutsudes tõstsime mõlemad kohvrit. Kui kohver on täpselt keskel, siis laetakse meist igaüks võrdselt. Kui me kohvri pulga ühte otsa kolisime, muutus kõik. Pika otsa hoidja jaoks muutus koorem kergemaks. Muutunud on kangihoovad, samuti on muutunud jõudude tasakaal, mis hoiavad koormust tõstetud asendis. Meie igaühe käed on kangi toeks ja kui kaugus koormuseni on väiksem, on koormus sellele tugipunktile suurem.

Kogemus 2 . Võtsin väikese pulga ja lõin naela selle ühe otsa lähedale külge. Panin triikraua sellesse otsa (nael on vajalik selleks, et triikraud põrandale ei libiseks) ja kangi tooli seljatoele. Hoides kangi vabast otsast, liigutas ta seda, kas tuues tugipunkti koormale lähemale või eemaldudes sellest. Olin veendunud, et mida suurem on kaugus käest tugipunktini, seda lihtsam on koormat hoida. Sama tulemuse sain ka siis, kui liigutasin käe piki kangi toetuspunktini, jättes toe ja koormuse kauguse muutumatuks.

5. Tõmban küüne välja.

Haamriga lõin naela puutüki sisse 2/3 ulatuses. Proovisin kätega puutükist naela välja tõmmata. Ma ei saanud midagi teha, kui palju ma ka ei üritanud. Siis võtsin küünetõmbaja ja tõmbasin naela kergelt välja. Küüntetõmbaja toimib minu puhul hoovana,mille jaoks kasutatakse lihtsat seadetvastupanu ületamine teises punktis jõu abil.

3.4. Kangi põhimõttel töötavate seadmete ja mudelite valmistamine.

Kasutades kangi õppimisest saadud teadmisi, valmistasin issi abiga järgmised seadmed ja mudelid.

1. DIY vints. (Vaata slaidi 1).

Halva tee eest pole keegi kaitstud ja kui su auto on poris kinni, võib selle päästa vaid vints. Kas tasub kulutada tohutult palju raha kallile asjale ja see poest osta, kui saate vintsi oma kätega teha?

Meil oli vaja:

Pöörlemistelg ja 2 sobivat suurema ja väiksema läbimõõduga toru;

Tugev kaabel;

Edusammud:

Meie käsitsi valmistatud vints töötab kangi põhimõttel. Torutükk võib olla omatehtud vintsi aluseks. Toru kasutuselevõtuks tuleb see teljele panna ja kaabliga kinnitada. Trossi aasa tuleb mitu korda toru ümber kerida ja asetada mis tahes käepidemele.

Käepidet keerates pöörleb toru mööda oma telge ja kaabel keritakse selle ümber. Selline vints on kasulik mitte ainult auto pori seest välja tõmbamiseks, vaid ka erinevate koormate teisaldamiseks, näiteks maal.

2. Rihmaratta tõstuk. (Vaata slaidi 1).

Võtsin tugeva nailonnööri, 2 eraldi plokki ja raskuse. Panin kokku 1 teisaldatava ja 1 fikseeritud ploki kombinatsiooni ja kinnitasin need.Nüüd saan hõlpsalt tõsta koormaid, mida ma ilma ketttõstukita lihtsalt käes hoida ei saaks.

Pärast dünamomeetriga katsetamist veendusin, et ketttõstuk annab kahekordse tugevuse!

IV . Järeldus.

Tehtud töö tulemusena veendusin järgmises reeglis: mitu korda võidame jõus, sama palju kaotame kauguses.

Õppisin tundma kangi ajalugu, selle avastajat, tööpõhimõtet ja selle sorte.

Kangid erinevad tüübid leitud Igapäevane elu igal sammul:

Käru on lihtsam kanda, kui sellel on pikad käepidemed;

Naela välja tõmbamine on lihtsam, kui küünetõmbaja on pikem;

Mutrit on palju lihtsam pingutada pika varrega mutrivõtmega.

Te ei tohiks kunagi unustada mehaanika “kuldreeglit”, mis lihtsustatult näeb välja selline: jõus võitmine tähendab teelt kaotust. Mõnikord tasub rohkem ohverdada otsetee jõuliselt võita. Töö jääb samaks, kuid seda on lihtsam teha, sest vahemaa suurenemine vastab aja suurenemisele. Ja pikema aja peale on seda tööd lihtsam teha – see on kõigile selge.

Masinate disainimisel juhtub vastupidi, kui maanteel võitmiseks, ajas võitmiseks tuleb ohverdada jõud.

Teemaga tegeledes veendusin omast kogemusest, et kang ja selle variandid annavad inimesele tõesti jõudu või kaugust juurde või kasutatakse mugavuse huvides. Nii kinnitas ta oma hüpoteesi, et iga vägilane ei pruugi olla tugev. Nüüd ei muutu ma tugevamaks mitte ainult tänu igapäevasele füüsiline treening, aga ka uusi omandatud teadmisi rakendades. Minu töö pealkirja ei tohi mingil juhul hääldada jaatava intonatsiooniga. Vastupidi, kui on mõistust, on jõudu. Minu uurimistöö materjalid on kahtlemata kasulikud ümbritseva maailma õppetundides Põhikool, ja võib-olla isegi 7. klassi füüsikatundides.

Kokkuvõtteks tahaksin meenutada Siili sõnu Vladimir Sutejevi imelisest muinasjutust “Elupäästja”: “Kepi võib alati leida, aga siin on elupäästja ja siin on elupäästja!”

Kirjandus

1. Balashov M.M. Füüsika. – M.: Haridus, 1994.

2. Katz Ts.B. Biofüüsika füüsikatundides. – M.: Haridus, 1988.

3. Perelman Ya.I. Meelelahutuslik füüsika. 1. raamat. – M.: Nauka, 1979.

4. Füüsika. 7. klass / Gromov S.V., Rodina N.A. – M.: Haridus, 2000.

5. Füüsika 7. klass / Peryshkin A.V., Rodina N.A. – M.: Bustard, 2003.

6. Entsüklopeedia lastele. T. 14 – Tehnika. – M.: Avasta+, 2000.

7. Ma uurin maailma. Lasteentsüklopeedia – Ilumaailm. – M.: Astrel, 2004.

Rakendus

Fotoreportaaž

Laboratoorsed tööd"Kangi tasakaalutingimuste väljaselgitamine"

Minu katsed http://vse-svoimiruchkami.ru/glavnaya/ )




Ketttõstuki valmistamine


Koolidevahelise konverentsi linnaekskursioon

"Esimesed sammud teadusesse."

Töö nimetus“Võimu on! Kas sul pole ajusid vaja?

Õpilane (perenimi, täisnimi)Abramov Danila

MBOU keskkool ________32__klass_______________ 4 B

Töö juhtSiebert Galina Ivanovna

Töö tüüp (projekt/abstrakt/uurimustöö)Uuring

Töö hindamise kriteeriumid

1) Tööprojekti nõuete täitmine.Kõik nõuded on täidetud .

2) Uuritud materjali maht:teabe otsimine kirjandusest ja Internetist, vaatlus, kirjeldamine ja mõõtmine, katsetööd, modelleerimine.

3) Õpitava materjali kognitiivne väärtus, asjakohasus, praktiline ja teoreetiline tähendus.Selles töös uuriti kangide päritolu ja tüüpe, tehti katseid kangiga ning modelleeriti kangi põhimõttel töötavaid seadmeid.

4) Töö probleem, hüpotees, eesmärk, eesmärgid.Hüpotees: Tõenäoliselt on olemas mehhanismid, mis aitavad inimesel tugevamaks saada. Eesmärk: selgitada välja kõige lihtsamate mehhanismide tööpõhimõte. Eesmärgid: viia läbi katseid, et teha kindlaks kangi omadused ja selle tööpõhimõte.

5) Uurimisoskus (argumendid, järeldused; kirjaoskus, materjali loogiline esitamine, teaduslikust esitusviisist kinnipidamine)Töö koostatakse asjatundlikult, järgitakse teaduslikku esituslaadi, tehakse järeldused iga katse ja töö kui terviku kohta.

Ülevaataja allkiri (allkirja ärakiri)

Uyukina Ljudmila Grigorjevna

Kangi on jäik korpus, mis võib pöörata ümber fikseeritud punkti. Fikseeritud punkti nimetatakse tugipunkt. Nimetatakse kaugust tugipunktist jõu toimejooneni õlg seda jõudu.

Kangi tasakaaluseisund: kang on tasakaalus, kui kangile mõjuvad jõud F 1 Ja F 2 kipuvad seda pöörama vastassuundades ja jõudude moodulid on pöördvõrdelised nende jõudude õlgadega: F 1 / F 2 = l 2 / l 1 Selle reegli kehtestas Archimedes. Legendi järgi hüüdis ta: Andke mulle tugipunkt ja ma tõstan Maa üles .

Kangi jaoks on see täidetud « kuldne reegel» mehaanika (kui hoova hõõrdumist ja massi saab tähelepanuta jätta).

Rakendades pikale kangile teatud jõudu, saate kangi teise otsa abil tõsta koormat, mille kaal ületab oluliselt seda jõudu. See tähendab, et võimendust kasutades on võimalik saavutada võimsuse kasvu. Finantsvõimenduse kasutamisel kaasneb võimsuse kasvuga tingimata võrdne kaotus.

Võimu hetk. Hetkede reegel

Jõumooduli ja selle õla korrutist nimetatakse jõumoment.M = Fl , kus M on jõumoment, F on jõud, l on jõu võimendus.

Hetkede reegel: hoob on tasakaalus, kui kangi ühes suunas pöörlema ​​kalduvate jõudude momentide summa on võrdne vastassuunas pöörama kalduvate jõudude momentide summaga. See reegel kehtib iga jäiga keha kohta, mis on võimeline pöörlema ​​ümber fikseeritud telje.

Jõumoment iseloomustab jõu pöörlevat toimet. See toiming sõltub nii jõust kui ka selle võimendusest. Seetõttu püütakse näiteks ust avada soovides rakendada jõudu võimalikult kaugel pöörlemisteljest. Väikese jõu abil luuakse oluline hetk ja uks avaneb. Hingede lähedale survet avaldades on seda palju keerulisem avada. Samal põhjusel on pikema mutrivõtmega lihtsam lahti keerata mutrit, laiema käepidemega kruvikeerajaga jne.

Jõumomendi SI ühik on njuutoni meeter (1 N*m). See on 1 N suuruse jõu moment, mille õlg on 1 m.

Kangi hoob on üks vanimaid mehhanisme. See lihtne mehhanism võimaldas suurendada füüsilised võimed inimene. Tänapäeval on raske kindlaks teha kohta ja aega, millal inimene kangi esimest korda teadlikult kasutas. Tõenäoliselt oli see pulk, millega inimene maa seest kive välja keeras ja söödavaid juurikaid välja tõmbas. Pulga abil oli rasket kivi altpoolt kangutades kergem tõsta. Mida pikem kepp, seda lihtsam on kivi liigutada. Pulk toimib siin lihtsa hoovana, mille tööpõhimõtet mõistsid inimesed juba neil iidsetel aegadel. Kang on jäik varras, mis võib oma tugipunkti suhtes vabalt pöörata. Kangi näiteks on sellised iidsed tööriistad nagu kõblas, luud, aer ja lõhega vasar. Inimkeha kujutab endast tervet hoobade süsteemi, kus liigesed toimivad tugipunktidena.

Juba 5. aastatuhandel eKr lõi Mesopotaamia mehaanika võimenduse põhimõttel tasakaaluskaalad. Olles rajanud toetuspunkti otse kiigelaua keskkoha alla ja pannud mõlemale servale raskused, märkasid nad, et suure koormaga serv oli alla vajunud. Kui koormate kaal on sama, siis on ka laud olema horisontaalses asendis. See viis järeldusele, et kui võrdsetele kätele rakendatakse võrdseid jõude, siis on kang tasakaalus. Kui muudate tugipunkti ja muudate kangi harud erinevaks, peate kangi tasakaalu viimiseks rakendama selle servadele erinevaid jõude. Pika kangi puhul tuleb pingutada vähem ja lühikese kangiga rohkem. Vanad roomlased kasutasid seda põhimõtet sellise mõõteriista nagu terastehas loomisel.

Finantsvõimenduse põhimõtet kasutades sai võimalikuks luua mehhanisme, mis hõlbustavad inimtööd ja võimaldavad teha toiminguid, milleks sellest ei piisanud. füüsiline jõud inimene. Selge näide Selle näiteks võivad olla kuulsad Egiptuse püramiidid. Plokkide kaal, millest püramiidid ehitati, ulatus 2500 tonnini. Klotse tuli mitte ainult teisaldada, vaid ka tõsta. Mõned tänapäeva teadlased kahtlevad, et iidsed egiptlased võisid püramiide ​​ise ehitada ilma mootoreid ja muid võimsaid mehhanisme kasutamata. Kuid väljakaevamiste tulemusena avastati teadlastel ebatavalise puitseadme jäänused. Trossidega seotud hiiglaslikud klotsid tõsteti pikkade kätega puidust kangide abil üles. Märkimisväärset jõudu rakendades vajutasid ehitajad iga kangi pikki hoobasid ja tõstsid ploki selle kõrgusele. Hoob on leidnud laialdast kasutust. Kuid alles 3. sajandil. eKr e. silmapaistev mehaanik Archimedes, olles teinud matemaatilisi arvutusi, lõi kuulus teooria kang

Kangi tüübi määramisel on otsustavaks teguriks tugipunkti asukoht sellel. Esimest tüüpi kangide puhul on tugipunkt punktide vahel jõudude rakendamine, nimetatakse neid ka kaherelvalisteks. Selleks, et kang oleks tasakaalus, on õlgadele rakendatavad jõud tingimata suunatud ühes suunas. Sellised hoovad on näiteks tasakaalukaalud, käärid, tangid, terasaed, tõkkepuu. Üheharuliste või teise klassi kangide puhul paiknevad mõlema jõu rakenduspunktid toetuspunktist ühel küljel. Kuigi mõlemad jõud on suunatud samale õlale, on need suunatud eri suundades. Sellise kangi näide oleks käru.

Sa vajad

  • seadmed:
  • - seade pikkuse mõõtmiseks;
  • - kalkulaator.
  • matemaatilised ja füüsikalised valemid ja mõisted:
  • - energia jäävuse seadus;
  • - kangivarre määramine;
  • - tugevuse määramine;
  • - sarnaste kolmnurkade omadused;
  • - teisaldatava koorma kaal.

Juhised

Joonistage kangi diagramm, näidates sellele mõlemale käele mõjuvad jõud F1 ja F2. Märgistage hoovad D1 ja D2. Õlad on määratud toetuspunktist jõu rakendamise punktini. Joonisel konstrueerige 2 ristkülikukujulist, nende jalad on kaugus, mille võrra tuleb kangi ühte kätt liigutada ja mille võrra liiguvad kangi käsi ja tegelikud käed ning hüpotenuus on kaugus kangi vahel. jõu rakenduspunkt ja tugipunkt. Saate sarnaseid, kuna kui ühele rakendatakse jõudu, kaldub teine ​​algsest horisontaalsest täpselt sama nurga all kui esimene.

Arvutage hoova liigutamiseks vajalik vahemaa. Kui teile antakse tõeline hoob, mida tuleb reaalse vahemaa tagant liigutada, mõõtke lihtsalt soovitud segmendi pikkus mõõdulindiga. Märgistage see vahemaa kui Δh1.

Arvutage välja töö, mida jõud F1 peab tegema, et viia hoob teie jaoks vajalikule kaugusele. Töö arvutatakse järgmiselt: A=F*Δh. Sel juhul näeb see välja selline: A1=F1*Δh1, kus F1 on esimesele harule mõjuv jõud ja Δh1 on teile juba teada olev kaugus. Sama kasutades arvutage töö, mida kangi teisele õlale mõjuv jõud peab tegema. See valem näeb välja selline: A2=F2*Δh2.

Pidage meeles suletud süsteemi energia jäävuse seadust. Kangi esimesele õlale mõjuva jõu töö peab olema võrdne kangi teisele õlale mõjuva jõuga. See tähendab, et selgub, et A1=A2 ja F1*Δh1= F2*Δh2.

Pidage meeles kuvasuhteid . Neist ühe jalgade suhe on võrdne teise jalgade suhtega, see tähendab Δh1/Δh2=D1/D2, kus D on ühe ja teise käe pikkus. Asendades vastavates valemites suhted võrdsetega, saame järgmise võrrandi: F1*D1=F2*D2.

Arvutage ülekandearv I. See võrdub koormuse ja selle liigutamiseks rakendatud jõu suhtega, see tähendab i=F1/F2=D1/D2.

Töötavad kangi hoob, ehk tegevusvõimendus, on vajalik kasumi juhtimiseks ning põhineb muutuv- ja püsikulude suhte parandamisel. See näitab kasumi tundlikkust müügimahu, tootehindade ja kulude muutuste suhtes. Kasutades operatsiooni kangi hoob ja saate ennustada kasumi suurust, teades nende näitajate võimalikku muutust.

Sa vajad

  • - kalkulaator;
  • - teadmised raamatupidamisest ja finantsanalüüsist.

Juhised

Operatsiooni arvutamine kangi hoob kuid alustada tuleb kulude jaotusest püsi- ja muutuvkuludeks. Seda kulude jagamise mehhanismi nimetatakse piirmeetodiks. Tootmismahu muutused ei mõjuta püsikulusid. Nende hulka kuuluvad amortisatsioon, üür ja kommunaalkulud. Muutuvkulud sõltuvad otseselt tootmismahtudest. Nende hulgas on tooraine ja tarvikute kulud.

Operatsioonil on kolm peamist komponenti kangi hoob a: hind, muutuv- ja püsikulud. Need näitajad on seotud müügimahuga. Nende muutumine mõjutab otseselt või kaudselt müügimahtu ja tulusid. Igast komponendist tingitud tulude muutused mõjutavad kasumi dünaamikat erinevalt. Loetletud näitajate pädev juhtimine võimaldab meil tagada tegevuse mahu kangi hoob kuid ettevõttele vastuvõetaval tasemel.

Hind töökorras kangi hoob näitab, kuidas muutub kasum, kui tulu muutub 1%. Kui ettevõte märgib kõrge tase töökorras kangi hoob ja siis mõjutab isegi väike tootmismahu muutus oluliselt kasumi suurust. Sel juhul arvutus järgmisel viisil: ORc = (tulu/kasum)*100%. Tulu on kasumi, püsi- ja muutuvkulude summa.

Samuti saate arvutada töötamise kangi hoob või töökorras, lähtudes toote müügimahust. See arvutatakse järgmise valemi abil: OPv = (brutomarginaal/kasum)*100%. Brutomarginaal on müügitulu ja muutuvkulude vahe.

Töötavad kangi hoob muutuvkulude järgi on muutuvkulude ja kasumi suhe, väljendatuna protsentides. See näitab, kui palju kasum muutub, kui muutuvkulud muutuvad 1%. Samamoodi saate arvutada töötamise kangi hoob püsikuludega.

Tegevusvõimenduse mõju seisneb selles, et iga suurem müügitulu muutus toob kaasa veelgi suurema kasumimuutuse. Töötavad kangi hoob– see on näitaja, mis näitab, mitu korda ületab kasumi muutumise määr tulude muutumise määra. Mida madalam on püsikulude tase, seda väiksem on tegevuse mõju kangi hoob A.

Video teemal

Seotud artikkel

Allikad:

  • tegevusvõimenduse arvutamine

Finantsvõimendus (või finantsvõimendus) peegeldab võõrkapitali ja ettevõtte omakapitali suhet. Mida madalam on selle väärtus, seda stabiilsemaks peetakse ettevõtte positsiooni ja selle tegevus on vähem riskantne.

Finantsvõimenduse mõiste ja selle majanduslik tähendus

Iga äritegevus hõlmab teatud riske. Kui need on määratud kapitaliallikate struktuuriga, siis kuuluvad nad finantsriskide rühma. Nende kõige olulisem tunnus on omakapitali ja laenatud vahendite suhe. Välisfinantseerimise kaasamine hõlmab ju selle kasutamise eest intressi maksmist. Seetõttu võib negatiivsete majandusnäitajate (näiteks müügimahu vähenemine, personaliprobleemid jms) ilmnemisel ettevõttel tekkida jätkusuutmatu laenukoormus. Samal ajal tõuseb hind täiendavalt kaasatava kapitali eest.

Rahaline tekib siis, kui ettevõte kasutab laenatud vahendeid. Tavaline olukord on olukord, kus laenukapitali eest makstav makse on väiksem kui selle kasum. Kui see lisakasum lisada omakapitalist saadavale tulule, on täheldatav kasumlikkuse tõus.

Toorme- ja aktsiaturgudel kujutab finantsvõimendus endast marginaalinõudeid, s.o. hoiuse summa ja tehingu koguväärtuse suhe. Seda suhet nimetatakse finantsvõimenduseks.

Finantsvõimenduse määr on otseselt proportsionaalne ettevõtte finantsriskiga ja peegeldab laenatud vahendite osatähtsust finantseerimisel. See arvutatakse pikaajaliste ja lühiajaliste kohustuste summa suhtena ettevõtte omavahenditesse.

Selle arvutamine on vajalik rahastamisallikate struktuuri kontrollimiseks. Selle indikaatori normaalväärtus on 0,5–0,8. Suhtarvu kõrget väärtust võivad endale lubada ettevõtted, millel on stabiilne ja hästi prognoositav finantsnäitajate dünaamika, samuti ettevõtted, millel on suur likviidsete varade osakaal - kauplemine, turustus, pangandus.

Võõrkapitali efektiivsus sõltub suuresti varade tootlusest ja laenuintressimäärast. Kui tasuvus on intressimäärast madalam, siis on laenukapitali kasutamine kahjumlik.

Finantsvõimenduse mõju arvutamine

Finantsvõimenduse ja omakapitali tootluse vahelise seose määramiseks kasutatakse näitajat, mida nimetatakse finantsvõimenduse efektiks. Selle olemus seisneb selles, et see kajastab seda, kui palju kasvab intressi omakapital laenude kasutamisel.

Finantsvõimenduse mõju tuleneb varade tootluse ja laenatud vahendite maksumuse erinevusest. Selle arvutamiseks kasutatakse mitmefaktorilist mudelit.

Arvutusvalem on järgmine: DFL = (ROAEBIT-WACLC) * (1-TRP/100) * LC/EC. Selles valemis on ROAEBIT varade tootlus, mis on arvutatud läbi intresside ja maksude eelse kasumi (EBIT), %; WACLC - laenukapitali kaalutud keskmine maksumus, %; EK - omakapitali keskmine aastane suurus; LC - laenukapitali keskmine aastane summa; RP - kasumimaksumäär, %. Selle indikaatori soovitatav väärtus on vahemikus 0,33 kuni 0,5.

Seotud väljaanded