Природничі науки. 5 клас. Рудич

§ 37. Прості механізми

Поміркуйте

• Для чого лопату для копання городу роблять із довгою ручкою? Як міцна палка може допомогти підняти важкий камінь?

Пригадайте

• У яких випадках сила, що прикладена до тіла, виконує роботу?
• Від чого залежить величина виконаної роботи?

Прості механізми

Наші предки зробили важливий еволюційний крок, коли почали використовувати палки, кістки тварин, камені та інші речі, що знаходили навколо себе. Це були найпростіші знаряддя праці (мал. 37.1).

Мал. 37.1. Використання перших знарядь праці було поштовхом до становлення нашої цивілізації

Із часом було винайдено прості механізми — важіль, колесо, блок, похилу площину та інші.

Сьогодні прості механізми є у складі різноманітних машин і приладів (мал. 37.3).

Мал. 37.3. Прості механізми є частиною як великих будівельних кранів, так і кухонного приладдя

Важіль

Гойдалка, палка для підняття каменя, лопата — це приклади важеля (мал. 37.4).

Мал. 37.4. Використання важеля значно полегшує підйом важкого каменя або копання

Важелем може бути будь-яке тверде тіло, що має точку опори, навколо якої важіль може обертатися.

Як важель зручно використовувати міцні палки, дошки, стрижні, які спираються на якесь тіло. Ви можете самі легко створити важіль, якщо покладете лінійку на ручку (мал. 37.5).

Мал. 37.5. Саморобний важіль з лінійки та ручки

Важелі є складниками машин і механізмів, побутових пристроїв, вони є навіть у нашому скелеті (мал. 37.6).

Мал. 37.6. Ліктьова кістка повертається в ліктьовому суглобі — це приклад важеля в скелеті людини

Важіль перебуває в рівновазі, якщо більша сила прикладена ближче до точки опори, ніж менша сила (мал. 37.7).

Мал. 37.7. Тіло меншої маси на важелі може врівноважити тіло більшої маси, якщо буде розташоване на більшій відстані від точки опори

Отже, важіль доцільно використовувати для того, щоб меншу силу перетворити на більшу. Іншими словами — за допомогою важеля можна отримати виграш у силі.

Блок

Ще одним простим механізмом є блок — колесо із жолобом, у який вкладено мотузку (мал. 37.8).

Мал. 37.8. Блок дозволяє легше піднімати вантажі

Блок дозволяє піднімати вантажі в зручний для людини спосіб: не тягти їх знизу доверху, а тягти мотузку вбік або зверху вниз.

Коли людина піднімає руками вантаж із підлоги, її хребет зазнає навантаження, що може спричинити травми. А коли людина тягне мотузку зверху донизу, то власною вагою допомагає піднімати вантаж. У цьому випадку хребет майже не навантажується.

Похила площина

Ще один простий механізм, що дає можливість зменшити зусилля для пересування вантажів, — це похила площина. Із використанням похилої площини сила, яку потрібно прикласти до тіла, зменшується, а от шлях, що пройде тіло, — збільшується (мал. 37.9).

Мал. 37.9. Пересувати вантаж похилою площиною легше, ніж піднімати

Людина здавна використовує похилу площину для полегшення переміщення вантажів.

Ключова ідея

Прості механізми дозволяють зменшити силу або змінювати напрямок дії сили на зручніший для людини.

Найпоширенішими простими механізмами є важіль, блок та похила площина.

Важелем може бути будь-яке тверде тіло, що має точку опори, навколо якої важіль може повертатися. Важіль зменшує силу, яку потрібно прикласти до тіла.

Блок — це колесо із жолобом, у який вкладено мотузку. Блок дозволяє змінювати напрямок дії сили на зручніший для людини.

Похила площина дає можливість зменшити зусилля для пересування вантажів.

Запитання для повторення й засвоєння

• 1. Для чого людина використовує прості механізми?
• 2. Назвіть прості механізми.
• 3. Що таке важіль?
• 4. Як використовують блок і похилу площину?
• 5*. Які побутові прилади або інші речі у вашому домі мають у своєму складі важіль?