VY_32_INOVACE_FY.03 JEDNODUCHÉ STROJE

Transkript

1 VY_32_INOVACE_FY.03 JEDNODUCHÉ STROJE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011

2 Jednoduchý stroj je jeden z druhů mechanických strojů, patřící do této skupiny: Páka - Kladka - Nakloněná rovina - Kolo na hřídeli Klín - Šroub Společným rysem těchto strojů je jednoduchost konstrukce a jednoduchost principu. Části ostatních mechanických strojů ( nejednoduchých ) se skládají z jednotlivých jednoduchých strojů. Jednoduché stroje usnadňují lidem práci, většinou tím, že umožní působit menší silou, než by bylo bez jednoduchého stroje nutné. Tato výhoda je ale vyvážena nutností působit po delší dráze, takže výsledné množství mechanické práce vykonané s jednoduchým strojem je stejné (ve skutečnosti dokonce vyšší) než práce bez jednoduchého stroje.

3 Páka je jednoduchý stroj, jehož 3 nejdůležitější části jsou osa rotace, rameno břemene a rameno síly. Páka se otáčí kolem osy otáčení, rameno břemene působí na těleso (břemeno), na rameno síly působí člověk nebo stroj. Páka se využívá nejčastěji pro zmenšení síly, protože velikost potřebné síly je nepřímo úměrná délce ramene. Čím delší rameno, tím potřebujete menší působící sílu. V obecnějším případě může na páku působit více sil. Páka může mít různé tvary od rovné tyče podepřené v jednom místě (páčidlo), přes dvě páky spojené kloubem (kleště), přes zahnutý tvar (klika), k tvaru kola (volant). Páka je skrytá i v kladce a kole na hřídeli.

4 Páka Podle umístění ramen páky vzhledem k ose otáčení lze páky rozdělit na: dvojzvratné ramena jsou na opačných stranách od osy rotace, jednozvratné obě ramena jsou na stejné straně od osy rotace. Mezi předměty jednozvratné páky patří např. stavební kolečko, otvírák na skleněné láhve, louskáček na ořechy. Podle délky ramen se páky dělí na: rovnoramenné rameno síly je stejně dlouhé jako rameno břemene, nerovnoramenné délka ramena síly je různá od ramene břemena. Páka je v rovnováze, jestliže výsledný moment sil působících na páku je nulový

5 Páka v rovnováze. Na levé rameno působí třikrát větší síla než na pravé Houpačka v rovnováze

6 Kladka je volně otočné kolo s drážkou po obvodě pro vedení provazu, lana nebo řetězu. Může být upevněna na nějaké konstrukci (pevná kladka), anebo na laně zavěšena (volná kladka). Pevná kladka umožňuje volný pohyb lana, případně vozíku po lanu jako u lanovky. Umožňuje také změnu směru lana a tím i působení síly, kterou lano přenáší. Volná kladka zdvojnásobuje sílu, která na lano působí, musí ovšem působit po dvojnásobně delší dráze. Spojením pevné a volné kladky, případně několika takových párů, vzniká kladkostroj.

7 Pevná kladka Kladkostroj Volná kladka

8 Nakloněná rovina její jedinou částí je rovina nakloněná vzhledem k vodorovnému směru, po níž se zvedá těleso směrem vzhůru. Nakloněná rovina ušetří sílu potřebnou ke zvednutí tělesa (břemene). Velikost potřebné síly závisí na úhlu naklonění roviny, neboli na délce a výšce nakloněné roviny. Nezmenšuje však množství práce potřebné k vykonání pohybu. Kolo na hřídeli jeho základem jsou dvě pevně spojené části (větší a menší kolo, kolo a hřídel), která se otáčejí kolem jedné osy. Působí-li na větší kolo síla člověka nebo stroje, pak menší kolo působí větší silou na těleso (břemeno). Kolo na hřídeli je založeno na principu páky - čím větší je rameno, na které síla působí, tím je tato síla menší. Oproti páce se kolo na hřídeli liší především možností otáčení o 360.

9 Klín jeho jedinou částí je těleso s průřezem ve tvaru trojúhelníku (trojboký hranol, kužel, jehlan). Jedná se o jeden z nejstarších předmětů používaných lidmi. Síla, která působí na podstavu klínu, se rozloží ve směru kolmém na boční stěny, přitom tyto složky jsou větší než původní síly. Velikost silových složek závisí na úhlu, který svírají boční stěny, čím je tento úhel menší (klín je ostřejší), tím jsou síly větší. Klín je základem např. sekery, nože, špičky hřebíku. Šroub jeho hlavní částí je závit. Společně s maticí tvoří spojovací prostředek v tzv. šroubovém spoji.

10 Použité prameny: HOFMANN JAROSLAV, URBANOVÁ MARIE. Fyzika I, verze 1.0 [online]. VŠCHT v Praze, 2005.

11 VY_32_INOVACE_FY.03 JEDNODUCHÉ STROJE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011