Природничі науки. 5 клас. Засєкіна

§ 21. Як полегшити виконання роботи

Як підняти непідйомне?

1. Традиційно виділяють шість видів простих механізмів: важіль, колесо, блок, похила площина, клин, гвинт (мал. 21.1). Якою цифрою позначено блок? Колесо? Гвинт? Чи доводилось тобі користуватись ними? Наведи приклади.

Мал. 21.1. Прості механізми

2. Виконай дослідження. Зачепи за гачок динамометра тягарець і підніми його на висоту 15 см (мал. 21.2). Запиши покази динамометра. Закріпи лінійку так, щоби її верхній кінець був на висоті 15 см від поверхні парти. Динамометром тягни тягарець уздовж лінійки. Запиши покази динамометра. Порівняй їх із попередніми. Зроби висновок, чи однакові зусилля знадобилися на виконання роботи.

Мал. 21.2. Висота та сама, а зусилля?

3. Підніми за допомогою лінійки гумку, що лежить на парті. Пророби те саме, підклавши під лінійку олівець (мал. 21.3). Змінюй положення олівця під лінійкою. У якому випадку зусилля були меншими?

Мал. 21.3. Лінійка? Важіль!

Які вони — прості механізми?

Чи можливо виконати таку роботу, яка потребує зусиль, що значно перевищують природні можливості м’язів людини? Так, можна. За допомогою пристроїв, що дозволяють виконувати роботу за умови прикладання до тіла іншої за величиною чи напрямком сили — простих механізмів. Традиційно виділяють шість видів простих механізмів: важіль, колесо, блок, похила площина, клин, гвинт (мал. 21.4)

Мал. 21.4. Застосування простих механізмів

Довгий стержень або дошка, що має точку опори, називають важелем. Щоби підняти вантаж на значну висоту, застосовують блок, який не змінює величину сили, а лише змінює напрямок її дії. Воду з колодязів зазвичай дістають за допомогою коловорота: що більший радіус обертання ручки — то меншу силу треба прикладати до неї.

У чому секрет простих механізмів?

Жоден простий механізм не зменшує роботу, проте завдяки ним можна зменшити зусилля на її виконання.

Розгляньмо, наприклад, важіль (мал. 21.5). Точка опори розділяє стержень важеля на два плеча й може бути розташована поміж ними (мал. 21.5, а) або по одну сторону від плеча (21.5, б, в).

Мал. 21.5. Схеми дії важелів

За допомогою важеля можна з невеликим зусиллям піднімати тяжкі предмети.

Важелі різного виду (мал. 21.6) є в багатьох машинах: педалі або ручне гальмо велосипеда, педалі автомобіля, клавіші піаніно. Скелет людини і тварин містить важелі. Їх приводять у рух сили, що виникають за скорочення м’язів.

Мал. 21.6. Важелі в живій і неживій природі

Типовим важелем є стовбур дерева і його продовження — головний корінь.

Блок — це коліщатко з жолобом посередині (мал. 21.7 а). Через жолобок перекинута мотузка. Нерухомий блок не дає виграшу в силі, але дозволяє змінити напрямок дії сили.

Клин — основна частина ножиць, ножа, сокири, рубанка тощо. Гостра «зброя» багатьох тварин — кігті, роги, зуби, а в рослин — колючки — це теж приклади клину (мал. 21.7, б).

Мал. 21.7. Прості механізми

Механізми, які складаються з двох або більше простих механізмів, з’єднаних між собою, називаються складними.

Прикладом складного механізму можуть бути ножиці (мал. 21.7, в). Вони складаються з двох з’єднаних між собою важелів, заточених у вигляді клина. Залежно від призначення, ножиці можуть мати різну будову.

1. Назви прості механізми, зображені на малюнку 21.8. Увідповідни схематичне зображення простого механізму (А-Д) із його застосуванням (1-5).

Мал. 21.8. До завдання 1

2. Роздивися малюнок 21.9. Установи відповідність між схемами важелів й пристроями.

Мал. 21.9. Важелі спішать на допомогу