Инструмент
Длинная ручка и короткая рабочая часть дают выигрыш в силе.
Рычаги в технике, быту и природе
Ножницы — два рычага на общей оси, проходящей через соединительный винт. Рука действует на рукоятки, разрезаемый материал сопротивляется у лезвий. Соотношение плеч определяет выигрыш в силе: длинные ручки и короткая рабочая часть позволяют получить большое усилие при резании.
Поэтому ножницы для листового металла и кусачки отличаются от бытовых ножниц. Инструмент выбирают так, чтобы сила руки на длинном плече создавала достаточное действие на коротком. Рычажный принцип используется и в весах: их равновесие определяется равенством моментов, а у равноплечих весов одинаковым плечам соответствуют одинаковые силы тяжести на чашах.
Примеры рычагов в быту и технике — клавиша выключателя, дужка очков, качели-балансир, гаечный ключ, отвёртка, весло, педаль велосипеда. Рычажные связи работают в тренажёрах, кранах и экскаваторах. Даже сложное устройство можно исследовать, выделив ось, действующие силы и их плечи.
Рычаги встречаются и в организме: кости вращаются в суставах под действием мышц. Взаимное расположение оси, точек прикрепления мышц и внешней нагрузки определяет соотношение сил и перемещений. Поэтому рычажный принцип помогает объяснять движения человека и животных.
Ножницы, кусачки, весы и части скелета работают как рычаги. Длинная рукоятка с короткой рабочей частью увеличивает силу. Равноплечие весы уравновешивают равные веса, а значит, в одном месте — равные массы.
По каким признакам ножницы относятся к рычагам?
Каждая половина ножниц представляет собой твёрдое звено, поворачивающееся вокруг общей оси винта. Рука действует на ручку, материал сопротивляется в месте резания; силы имеют плечи относительно винта. Две половины ножниц образуют пару совместно действующих рычагов.
Почему ножницы для металла и кусачки дают выигрыш в силе?
Ручки длиннее рабочих частей: плечо усилия руки больше плеча сопротивления возле режущих кромок. При \(F_{\text{руки}}l_{\text{ручки}}=F_{\text{резания}}l_{\text{лезвия}}\) получаем \(\frac{F_{\text{резания}}}{F_{\text{руки}}}=\frac{l_{\text{ручки}}}{l_{\text{лезвия}}}>1\). Резать возле оси при той же силе легче, чем самыми концами длинных лезвий.
Где в быту применяются рычаги?
Примеры: ножницы, орехокол, открывалка, плоскогубцы, дверная ручка и само полотно двери на петлях, качели-балансир, рычажные весы. В каждом случае можно указать ось и плечи силы руки и сопротивления.
Обсуждаем вместе
Задание 39
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.