Билет №14. Простые механизмы. Кпд механизма. Условие равновесия рычага. Момент силы. Равновесие тел с закрепленной осью вращения. Виды равновесия. «Золотое правило» механики.

Простыми механизмами называют приспособления, служащие для преобразования силы.

К простым механизмам относятся: рычаг и его разновидности - блок, ворот; наклонная плоскость и ее разновидности - клин, винт.

В большинстве случаев простые механизмы применяют для того чтобы получить выигрыш в силе, т. е. увеличить силу действующую на тело, в несколько раз.

КПД (Коэффициент полезного действия) — это отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше или равен единице, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

Р ычаг представляет собой твердое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы.

Условие равновесия рычага:    Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил.

Произведение модуля силы, вращающей тело, на ее плечо называется моментом силы.

M=F*l

Единицей измерения момента силы является 1 ньютон*метр.

Правило моментов:    рычаг находится в равновесии под действием двух сил, если момент силы, вращающей его по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей его против часовой стрелки.

В иды равновесия:

Устойчивое: При малом отклонении тела от положения равновесия возникает сила, стремящаяся возвратить тело в исходное состояние.

Безразличное: При малом отклонении тело остается в равновесии.

Неустойчивое: При малом отклонении тела из положения равновесия возникают силы, стремящиеся увеличить это отклонение.

Правило рычага лежит в основе действия различного рода устройств и инструментов, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или пути.

  Примеры: ножницы, кусачки, ножницы для резки металла, ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, клавиши пианино. Весы - тоже пример рычага. Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это конечности, челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений.

Многовековая практика показала, что ни один из механизмов не даёт выигрыша в работе. Опыты показывают, что работы, совершаемые силами, приложенными к рычагу, равны друг другу. Применяют же различные механизмы для того, чтобы в зависимости от условий работы выиграть в силе или пути. Уже древним учёным было известно правило, применимое ко всем механизмам: во сколько раз выигрываем в силе, во столько раз проигрываем в расстоянии. Это правило назвали "золотым правилом" механики.