มนุษย์พยายามทำให้งานของเขาง่ายขึ้นตั้งแต่สมัยโบราณ การทำเช่นนี้เขาใช้อุปกรณ์ต่างๆ กลไกที่ง่ายที่สุดคืออะไร? อุปกรณ์เหล่านี้มีกี่ประเภท? อะไรคือความแตกต่างระหว่างกลไกที่เรียบง่ายและซับซ้อน? เกี่ยวกับสิ่งนี้และอีกมากมาย - ในบทความต่อไป
ข้อมูลทั่วไป
กลไกง่ายๆ (จากภาษากรีก "เครื่องจักร, เครื่องมือ") - อุปกรณ์ที่ให้ความแข็งแกร่ง อุปกรณ์เหล่านี้บางส่วนปรากฏในสมัยโบราณนั่นเอง กลไกง่าย ๆ สามารถเป็นอุปกรณ์อิสระหรือเป็นองค์ประกอบของหน่วยที่ซับซ้อนมากขึ้น ขอบเขตของอุปกรณ์นี้หรืออุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับประเภทของการก่อสร้างด้วย การใช้กลไกอย่างง่ายช่วยอำนวยความสะดวกให้กับกิจกรรมของมนุษย์อย่างมาก อุปกรณ์ดังกล่าวให้ความแข็งแกร่ง ตัวอย่างเช่น ลิ่มที่ถูกผลักเข้าไปในท่อนซุงมีพลังมากกว่าการกระแทกที่ตัวฟิกซ์เจอร์ ดังนั้นต้นไม้จึงระเบิดอย่างรวดเร็วในทิศทางที่ต่างกัน ในเวลาเดียวกันการกระแทกลิ่มตกลงมาจากบนลงล่างและบางส่วนของท่อนซุงจะแยกออกจากกันไปทางด้านข้าง นั่นคือในกรณีนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของการเคลื่อนไหว
กลไกง่ายๆ ตัวอย่าง
มีหลายประเภท:
เครื่องบินเอียง
a) สกรูที่ใช้กับสกรู เช่น สว่านเจาะกระแทก สว่าน; สามารถใช้เป็นกลไกการยก (สกรูอาร์คิมิดีส);
b) ลิ่มมีส่วนทำให้เกิดแรงกดดันเพิ่มขึ้นโดยเน้นมวลในพื้นที่ขนาดเล็ก ใช้ในกระสุน พลั่ว หอก
คันโยกเป็นอุปกรณ์ที่อาร์คิมิดีสบรรยายไว้ ทำหน้าที่เป็นทริกเกอร์, สวิตซ์
a) ประตูนี้ใช้สำหรับส่งสายพานและยกน้ำจากบ่อน้ำ
วงล้อ (ประดิษฐ์ขึ้นเมื่อ 3000 ปีก่อนคริสตกาลโดยชาวสุเมเรียน) เป็นส่วนสำคัญของระบบเกียร์ที่ใช้ในการขนส่ง
ลูกสูบมีส่วนช่วยในการใช้พลังงานของก๊าซหรือไอน้ำที่ขยายตัวด้วยความร้อน อุปกรณ์นี้ใช้ในเครื่องจักรไอน้ำและอาวุธปืน
ประตู
อุปกรณ์นี้เป็นกลอง (ทรงกระบอก) ที่ติดที่จับ ตามกฎแล้วจะใช้เป็นกลไกในการยกน้ำจากบ่อ การเพิ่มความแข็งแรงที่ได้รับเมื่อใช้เกตนั้นพิจารณาจากอัตราส่วนของรัศมีของวงกลมที่ด้ามจับเคลื่อนที่ไปยังรัศมีของกระบอกสูบ (ดรัม) ที่เชือกถูกพัน กว้านเป็นของประตูประเภทที่ทันสมัย ฟิกซ์เจอร์นี้เป็นระบบที่มีกระบอกสูบและเกียร์สองเฟืองที่มีรัศมีต่างกัน การเพิ่มกำลังซึ่งโดยทั่วไปจะให้กว้านนั้นพิจารณาจากการกระทำร่วมกันของประตูทั้งสอง อุปกรณ์ที่ทันสมัยให้ชัยชนะสี่ร้อยครั้ง
เครื่องบินเอียง
กลไกง่ายๆนี้มักใช้เมื่อยกของหนัก แรงที่เพิ่มขึ้นนั้นพิจารณาจากอัตราส่วนของความยาวของอุปกรณ์ต่อความสูง โดยขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานต่ำ บ่อยครั้งเพื่อสร้างแรงขนาดใหญ่ (เช่นสำหรับการทำงานของเรือตัดน้ำแข็งหรือสำหรับการตัดฟืน) ประเภทของระนาบเอียงจะถูกใช้ - ลิ่ม การกระทำของมันขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าด้วยแรงขนาดใหญ่ในทิศทางของก้น กองกำลังขนาดใหญ่จะก่อตัวขึ้นซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิวด้านข้างของอุปกรณ์ ระนาบเอียงอีกประเภทหนึ่งคือสกรู เช่นเดียวกับลิ่ม อุปกรณ์นี้สามารถเปลี่ยนทิศทางหรือค่าตัวเลขของแรงที่กระทำได้
กลไกง่ายๆ คันโยก
ร่างกายที่แข็งแรงสามารถหมุนรอบฐานรองรับ (ตายตัว) ได้ ระยะทางที่เล็กที่สุดที่แยกจุดศูนย์กลางและเส้นตรงที่แรงกระทำต่อคันโยกเรียกว่าไหล่ของแรง หากต้องการค้นหา คุณควรลดฉากตั้งฉากจากจุดศูนย์กลางไปที่แนวแรง ความยาวของเส้นตั้งฉากนี้จะเป็นไหล่ F1 และ F2 คือแรงที่กระทำต่อคันโยก แขนที่กระทำต่ออุปกรณ์คือ L1 และ L2 จากนั้นคันโยกจะอยู่ในสมดุลเมื่อแรงที่กระทำต่อมันแปรผกผันกับไหล่ กฎนี้สามารถแสดงเป็นสูตรได้: F1 / F2=L1 / L2 หลักการนี้ก่อตั้งโดยอาร์คิมิดีส กฎนี้แสดงให้เห็นว่าแรงขนาดใหญ่ที่มีคันโยกสามารถปรับสมดุลได้ด้วยแรงที่น้อยกว่า แรงที่ใช้กับไหล่ข้างหนึ่งมากกว่าไหล่ข้างหนึ่งหลายเท่าเมื่อไหล่ข้างหนึ่งใหญ่กว่าวินาที
วันนี้ผู้คนใช้แกดเจ็ตอย่างไร
กลไกง่ายๆ ในชีวิตประจำวันเป็นเรื่องธรรมดามาก ดังนั้นจึงค่อนข้างยากที่จะเปิดก๊อกน้ำหากไม่มีที่จับขนาดเล็ก ซึ่งเป็นคันโยกที่มีประสิทธิภาพพอสมควร สามารถพูดได้เหมือนกันเกี่ยวกับประแจซึ่งใช้ในการคลายหรือขันน็อตหรือสลักเกลียวให้แน่น ยิ่งด้ามจับยาวเท่าไร การดำเนินการก็จะยิ่งง่ายขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเมื่อทำงานกับน็อตและสลักเกลียวหนักหรือใหญ่เมื่อซ่อมกลไกที่ซับซ้อนจึงใช้เครื่องมือกล รถยนต์ ประแจพร้อมที่จับที่มีความยาวไม่เกินหนึ่งเมตร ประตูธรรมดาที่สุดก็เป็นหนึ่งในประเภทของอุปกรณ์ที่เป็นปัญหาเช่นกัน
ถ้าคุณพยายามเปิดประตูใกล้ ๆ กับที่ปิด มันจะยากมาก อย่างไรก็ตาม ยิ่งที่จับอยู่ห่างจากบานพับมากเท่าไร ก็ยิ่งเปิดประตูได้ง่ายขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างที่ดีคือค้ำถ่อ มีความยาวประมาณห้าเมตร ด้วยความช่วยเหลือของคันโยกนี้และความพยายามที่เหมาะสม นักกีฬาสามารถบินได้สูงถึงหกเมตร แขนยาวประมาณสามเมตร คันโยกยังพบได้ในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์และร่างกายของสัตว์ โดยเฉพาะขากรรไกรแขนขา ตัวอย่างที่ใช้ในครัวเรือนของคันโยก ได้แก่ เครื่องตัดลวด กรรไกรสำหรับตัดโลหะหรือกระดาษ เครื่องจักรประเภทต่าง ๆ ยังมีอุปกรณ์ในการออกแบบที่ทำให้สามารถรับความแข็งแกร่งได้ ตัวอย่างเช่น เหยียบหรือเบรกมือบนจักรยาน ที่จับจักรเย็บผ้า คีย์เปียโน
โปรแกรมการแข่งขันที่ซับซ้อน
กลไกง่าย ๆ พบได้ในหลากหลายรูปแบบ อุปกรณ์ที่รวมกันประกอบด้วยสองส่วนขึ้นไป ไม่จำเป็นต้องเป็นกลไกที่ซับซ้อน - อุปกรณ์ง่ายๆ จำนวนมากถือได้ว่าซับซ้อน ดังนั้นในเครื่องบดเนื้อจะมีที่จับ (ประตู) สกรูดันเนื้อและมีดคัตเตอร์ (ลิ่ม) ในนาฬิกาข้อมือ เข็มนาฬิกาจะหมุนด้วยระบบเฟืองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกันและประสานเข้าด้วยกัน หนึ่งในกลไกง่าย ๆ ที่รวมกันเป็นที่รู้จักกันดีคือแจ็ค ใช้ทั้งปลอกคอและสกรู
สรุป
เมื่อเห็นได้ชัดเจนว่ากลไกง่ายๆ อำนวยความสะดวกในการทำงานของบุคคลอย่างมาก อาจประกอบด้วยหนึ่งส่วนขึ้นไป ในเวลาเดียวกัน แม้ในที่ที่มีองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป พวกมันก็ยังคงเรียบง่าย แต่ก็สามารถซับซ้อนได้เช่นกัน หน่วยต่างๆ แท่นพิมพ์ เครื่องยนต์ รวมหลายส่วน ในบรรดาองค์ประกอบต่างๆ ได้แก่ คันโยก, บล็อก, สกรู, ล้อบนเพลา, เครื่องบินลาดเอียง, ลิ่ม อุปกรณ์ทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกัน ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้คนอำนวยความสะดวกในการทำงานอย่างมาก การถ่ายโอนพลังงานกลจากส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ไปยังอีกส่วนหนึ่งสามารถทำได้หลายวิธี โซ่ สายพาน เฟืองหรือเฟืองถือเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่ช่วยถ่ายเทแรงและทำให้แต่ละองค์ประกอบเคลื่อนที่ช้าลงหรือเร็วขึ้น ในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและความเร็วสูงถูกควบคุมเป็นมักจะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้วยการตั้งค่าพิเศษ เซ็นเซอร์ไฟฟ้าจะแสดงเมื่อจำเป็นต้องเปิดกลไกเฉพาะ เซ็นเซอร์ยังตรวจสอบการทำงานที่ถูกต้องและเสถียรของระบบด้วย
อุปกรณ์มากมายเข้ามาสู่ชีวิตสมัยใหม่ของมนุษย์ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนกำลังปรับปรุงกลไกที่ซับซ้อนอย่างต่อเนื่อง จึงเป็นการขยายขอบเขตการใช้งานของพวกเขา ในชีวิตประจำวันของบุคคลอุปกรณ์ต่าง ๆ ครอบครองสถานที่สำคัญอย่างไม่ต้องสงสัย ไม่สามารถจินตนาการได้มากโดยไม่ต้องใช้กลไกที่เรียบง่ายและซับซ้อน อุปกรณ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง เกษตรกรรม เหมืองแร่ และกิจกรรมอื่นๆ ของมนุษย์