Фізика. 7 клас. Максимович

§ 33. Прості механізми у природі та техніці

Чи повірите ви, що можете бути сильнішими за себе? Якщо ви тримаєте в руці гантель вагою 2 Н, то м’яз руки розвиває зусилля 16 Н. Це тому, що місце з’єднання кістки та м’яза ділить кістку у відношенні 1 : 8. Виявляється, що ми сильніші самі за себе. Дивно, але факт.

Дізнаймося про...

прості механізми у техніці;
прості механізми у природі.

1. Прості механізми у техніці

Є предмети, якими ми користуємось у повсякденному житті: ложка, виделка, лопата, коромисло, педалі та гальмо велосипеда, клавіші піаніно — це все приклади важеля. Для веслування у човні чи витягання цвяхів з дошки теж застосовують важелі. Якщо йдеться про ножиці, то це система двох важелів, з’єднаних між собою, ще й загострених клином. До речі, всі різальні та стругальні інструменти загострені клином.

Механізми, які складаються з двох або більше простих механізмів, з’єднаних між собою, називають складними. Прикладом також може слугувати домкрат. Він складається з важеля та гвинта. Домкрат — це механізм для піднімання вантажів на невелику висоту. Вони бувають різні та можуть піднімати вантажі від декількох кілограмів до кількох сотень тонн. Їх широко використовують у будівельних та монтажних роботах, ремонті тощо. Є також автомобільні домкрати (мал. 33.1).

Мал. 33.1. Автомобільний домкрат

Існують ще складніші механізми, які складаються із системи багатьох простих механізмів. Це баштові крани та кар’єрні екскаватори (мал. 33.2).

Мал. 33.2. Складні механізми: а — кар’єрний екскаватор; б — баштовий кран

Одним з найбільших екскаваторів у світі вважають екскаватор Bagger 288 (мал. 33.3), створений у Німеччині. Його маса становить 13 500 тонн. Довжина гігантського екскаватора 240 м, ширина 46 м, а висота становить 94 м (30 поверхів). Велика площа поверхні треку забезпечує дуже малий тиск (17,1 Н/см²) Bagger 288 на землю, що дає змогу екскаватору пересуватися по гравію, землі та навіть по траві, не залишаючи помітного сліду.

Мал. 33.3. Екскаватор Bagger 288

2. Прості механізми у природі

Прості механізми людина створювала ще до нашої ери. Проте природа і сама створила прості механізми. Людський та тваринний кістяк — це теж набір важелів, де кінцівки є важелями, а суглоби — точками опори. Дослідники порахували, що у людському скелеті є понад двісті різноманітних важелів. Їх приводять в рух сили, що виникають в разі скорочення м’язів.

Дерева і кущі також тримаються у ґрунті за принципом важеля: стовбур (важіль) та коріння (точка опори). Коріння проникає глибоко в землю і створює надійну опору (мал. 33.4).

Мал. 33.4. Дерево

Як ви будете підніматися на високий пагорб? Звісно, підете пологим схилом, а не по прямій, бо так легше, оскільки він є природною похилою площиною. Автомобільні дороги на височинах теж будують за принципом похилої площини (мал. 33.5).

Мал. 33.5. Природна похила площина

Поміркуйте і дайте відповідь

Поясніть зміст прислів’я: «Навпростець тільки ворони літають, а люди по дорозі ходять».

У природі є ще один простий механізм — це клин. Можливо, ви навіть не здогадувались, що клин у рослин — це колючки, а у тварин — кігті, роги та зуби (мал. 33.6).